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| 基于贝叶斯优化XGBoost模型陡坡桥梁桩基变形可靠性分析方法 |
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张晓忠1,2,刘文杰1,卢骜2,唐仁华3*,陈昌富1,钟专21,2,3
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1.湖南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410082;2.中国建筑第五工程局有限公司,湖南 长沙 410000;3.长沙学院 土木工程学院,湖南 长沙 410022
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| 摘要: |
| 陡坡桥梁桩基的变形（沉降和水平位移）是影响桥梁运营安全的关键因素,为解决按变形控制的陡坡桥梁桩基可靠度计算问题,较全面地考虑地层、基桩和荷载各方面的不确定性因素,引入XGBoost模型构建基桩变形代理模型,提出了一种按变形控制的陡坡桥梁基桩可靠性分析方法.首先,采用均匀试验设计法设计陡坡桥梁基桩数值模拟计算方案;然后,按计算方案建立相应的三维有限元数值模型,并由计算结果得到桩顶沉降和水平位移样本数据集;其次,基于样本数据集,采用贝叶斯优化的XGBoost算法构建基桩的沉降和水平位移代理模型;最后,基于变形代理模型,采用蒙特卡洛直接抽样法对陡坡桥梁基桩进行可靠性分析计算.结果表明:基于贝叶斯优化的XGBoost构建的基桩竖向和水平变形代理模型的拟合和测试验证效果良好,在训练集和测试集上的可决系数R2均达到了0.95以上;提出的方法有效地提高了陡坡桥梁基桩沉降和水平位移可靠度计算效率.研究成果可为陡坡桥梁基桩的设计和计算提供更加科学的理论支撑. |
| 关键词: 桩 沉降 水平位移 代理模型 均匀设计 机器学习 |
| DOI： |
| 分类号: |
| 基金项目:湖南省教育厅优秀青年科学研究项目资助(24B0790);国家自然科学基金面上项目资助(52278349);中国建筑第五工程局有限公司技术开发项目资助(中建050120220539020) |
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| Key words: |
