第14卷第4期 2016年8月
中国水利水电科学研究院学报
Jourmnal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research
文章编号：16723031(2016)04-0254-06
基于BP神经网络的黄土湿陷起始压力的预测
陈佳玫，张爱军，邢义川”，张婉
VoL.14No.4 August,2016
（1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100；2.中国水利水电科学研究院，北京100048）
摘要：黄土的湿陷起始压力是评价黄土湿陷性的重要指标之一。影响黄土湿陷起始压力的因素有很多，且各因素间并非独立，通过分析各物性指标间的相关性确定塑性指数、含水率、干密度作为影响黄土湿陷起始压力的因素。本文提出并建立了黄土湿陷起始压力的人工神经网络预测模型，选取新疆伊地区黄土的数据作为神经网络模型的学习和预测样本，将神经网络模型的预测结果与实际结果对比可知二者误差小于10%。利用陕西彬县黄土数据验证了网络模型的通用性，说明用人工神经网络方法计算黄土避陷起始压力准确、可靠，建立了一种计算湿陷起始压力的新方法。
关键词：湿陷起始压力；物性指标；人工神经网络；预测
中图分类号：TU444 1研究背景
文献标识码：A
doi:10.13244/j.cnkijiwhr.2016.04.003
我国的黄土分布面积居世界首位。黄土的湿陷性是黄土最重要的工程特性之一，许多建构筑物都因为黄土湿陷而破坏，产生了重大影响。在工程实践中，为了评价分析黄土的湿陷性，需进行大量湿陷试验，试验工作量通常很大，费时费力，且测试结果随着试样的不均匀性，以及试验条件和测试技术不同，变化幅度较大，精度有限"。因此需要人们对已有资料统计分析，并建立相应的模型，以期能够对未来样本准确地预测。研究显示，黄土湿陷由多因素共同影响。不同地区黄土的湿陷性有所差别，对于同一地区的黄土来说，显著影响湿陷性的是其物性指标"，且物性指标容易测得，误差小、较稳定，目前已有很多学者研究了黄土湿陷特性参数与基本物性指标之间的关系。
湿陷起始压力是黄土湿陷的重要指标，其实质是上覆压力界限值，若上覆压力不大于该值，即使黄土遇水浸湿也不会混陷。分析场地的湿陷性、计算湿陷量、选择场地处理措施都必须结合湿陷起始压力。研究表明，湿陷起始压力与黄土的基本物理力学指标的关系比较复杂，并不是简单的线性关系，很难用数学、力学方法准确地总结(-4。人工神经网络模型具有较强的学习、识别能力，可以仅在了解输人信息和输出信息的前提下就建立起复杂的非线性映射关系1")，而无需了解其中具体的数学关系。因此，本文运用人工神经网络方法，对湿陷起始压力进行预测，并与实际数据对比验证，以期在取得黄土的基本物理力学指标和少量湿陷起始压力的试验数据后，即可预测其湿陷起始压力值。
2黄土湿陷起始压力的影响因素分析
湿陷起始压力是评价黄土湿陷的一项重要指标，一般采用单线或双线法进行室内浸水压缩试验，做出8s-P曲线并求出湿陷系数等于0.015时的压力值，即为湿陷起始压力。影响湿陷起始压力的因素有很多，其中宏观物理因素有液限、塑限、塑性指数、含水率、饱和度、干密度和孔隙比，它们之间并不完
收稿日期：2016-03-11
基金项目：国家自然科学基金（51379220，51279171）
作者简介：陈佳政（1991-），女，安最芜潮人，硕士生，主要从事黄土湿陷性研究。E-mail；chenjiamei1211@163.com 通讯作者：张爱军（1964-），男，山西阳高人，博士，教授，主要从事岩土工程学研究。E-mail：zaj@nwsuaf.edu.cn 254
万方数据