為解決季節(jié)性凍土區(qū)渠系工程凍害破壞問題,本文以位山灌區(qū)凍融粉質(zhì)粘土為研究對(duì)象,制備不同干密度、含水率、含鹽量的試樣進(jìn)行差異性凍融處理,凍融循環(huán)結(jié)束后對(duì)土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn),依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)分析其力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律;利用MATLAB軟件構(gòu)建RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,研究了凍融粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)影響因素的敏感性及因素間的交互作用,對(duì)凍融粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)影響因素的敏感性進(jìn)行了等級(jí)劃分,結(jié)合敏感性分析結(jié)果建立了回歸方程。結(jié)論如下:（1）在含水率、干密度、含鹽量、凍融循環(huán)作用下,凍融粉質(zhì)粘土應(yīng)力-應(yīng)變曲線形狀大體相似,即在剪切前期應(yīng)力隨著剪切位移的增加而成比例增加,當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到峰值后,增長速率越來越慢甚至出現(xiàn)負(fù)增長,最終趨于穩(wěn)定。土體剪應(yīng)力峰值和殘余強(qiáng)度與含水率、含鹽量呈負(fù)相關(guān),與干密度呈正相關(guān);在凍融循環(huán)作用下低密度土體剪應(yīng)力峰值上升4.8%,高密度土體剪應(yīng)力峰值下降9.76%。（2）凍融粉質(zhì)粘土的粘聚力與含水率、含鹽量呈負(fù)相關(guān),與干密度呈正相關(guān)。土體粘聚力以最優(yōu)含水率16.7%為界,下降趨勢先快后慢;當(dāng)干密度小于1.57 g.cm^-3時(shí),土體粘聚力... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1位山灌區(qū)Fig.1Frostheavedamageofchann由渠基土凍脹與融沉引發(fā)的季凍區(qū)渠系

渠系工程凍融粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)影響因素試驗(yàn)研究與分析10圖2生物神經(jīng)元模型Fig.2Biologicalneuronmodel20世紀(jì)40年代，心理學(xué)家McCulloch和數(shù)理邏輯學(xué)家Pitts（McCullochetal.,1943）提出了第一個(gè)神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型——MP模型，這證明了神經(jīng)元可以作為功能邏輯工具。Kuriscak等（Kuriscaketal.,1949）在1949年對(duì)神經(jīng)元學(xué)習(xí)機(jī)制進(jìn)行了更新，提出了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中Hebb學(xué)習(xí)的生物學(xué)背景。20世紀(jì)60年代，Rosenblatt（Rosenblatt,1958）對(duì)MP模型進(jìn)行了改進(jìn)，將學(xué)習(xí)功能融入模型之中，并在實(shí)際案例中驗(yàn)證了其適用性。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，其類型日益豐富，常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF（徑向基）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其中BP（BackPropagation）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF（RadicalBasisFunction）徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前最常用的兩種類型。1986年以Rumelhart和McCelland為首的科學(xué)家小組首次提出了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種三層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括輸入層、隱層和輸出層（Johnsonetal.,1987）。由于BP算法理論基礎(chǔ)牢固，推導(dǎo)過程嚴(yán)謹(jǐn)，物理概念清晰，可以有效訓(xùn)練前向多層網(wǎng)絡(luò)，一經(jīng)提出就被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。BP學(xué)習(xí)算法是一個(gè)全局逼近的優(yōu)化算法，因而具有很強(qiáng)的非線性映射能力和柔性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（王智平等，2001），但是該學(xué)習(xí)算法的收斂速度慢；網(wǎng)絡(luò)中隱節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的選取尚無理論上的指導(dǎo)；從數(shù)學(xué)角度看，BP算法是一種梯度最速下降法，這就可能出現(xiàn)局部極小的問題。當(dāng)出現(xiàn)局部極小時(shí)，從表面上看，誤差符合要求，但這時(shí)所得到的解并不一定是問題的真正解。為解決BP算法的不足，在Powell提出的多變量插值的徑向基函數(shù)方法的基礎(chǔ)上（Chenetal.,2011），Moody和Darken（Parketal.,2013）于1988年

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文13期間經(jīng)歷了8年的停灌時(shí)期，在1970年重新引水灌溉。灌區(qū)總長274公里，設(shè)計(jì)灌溉面積540萬畝，設(shè)計(jì)引水流量240m3/s，覆蓋了聊城8個(gè)縣（市）90個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）幾乎全部的耕地，是全國第5大特大型灌區(qū)。圖3位山灌區(qū)二干渠Fig.3Weishanirrigationdistrict位山灌區(qū)渠基土多為凍融粉質(zhì)粘土，隨著時(shí)間推移，渠基土經(jīng)歷反復(fù)凍結(jié)-融化過程，其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了極大的變化，導(dǎo)致了灌區(qū)渠道襯砌凍融破壞及大量的工程修復(fù)問題。這些問題嚴(yán)重影響了渠道的供水效率且每年不得不投入大量資金進(jìn)行修復(fù)。為了繼續(xù)發(fā)揮位山灌區(qū)在南水北調(diào)工程中的樞紐作用，提高灌溉用水利用率，本研究以位山灌區(qū)為研究背景，針對(duì)渠道的凍融破壞問題展開系列研究。1.5研究內(nèi)容針對(duì)季節(jié)性凍土區(qū)襯砌渠道凍脹、融沉破壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，本研究以位山灌區(qū)現(xiàn)場土壤為試驗(yàn)對(duì)象，直剪試驗(yàn)為主要試驗(yàn)方法，研究了含水率、干密度、凍融循環(huán)次數(shù)以及含鹽量作用下渠基土力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，并考慮各個(gè)影響因素之間的交互作用，對(duì)其進(jìn)行敏感性分析和回歸分析，主要研究內(nèi)容如下：（1）根據(jù)土體基本物理參數(shù)設(shè)置影響因素的變化范圍，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)開展全面正交試驗(yàn)，進(jìn)而開展凍融粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究與分析，通過直剪試驗(yàn)獲取凍融粉質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度參數(shù)，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繪制土體應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)分析。（2）構(gòu)建RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)單因素作用及多因素交互作用進(jìn)行敏感性分析，并得出各因素的敏感性及影響量排序。（3）依據(jù)敏感性分析結(jié)果，選取極敏感和高敏感的影響因素作為自變量，土體粘聚力作為因變量建立多元線性回歸方程，通過回歸分析驗(yàn)證了各影響因素敏感性排序的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可靠度分析方法在邊坡穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用[J]. 何永波,李青,張寧,李闖將.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(07)
[3]硫化礦石自燃災(zāi)害預(yù)警的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及應(yīng)用[J]. 蔡逸倫,陽富強(qiáng),劉曉霞.  有色金屬工程. 2019(07)
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碩士論文
[1]鹽漬土—混凝土襯砌凍結(jié)接觸面力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 孫兆輝.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]灌溉渠道渠基土—混凝土襯砌凍結(jié)接觸面抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究[D]. 章賽澤.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]季凍區(qū)渠道護(hù)坡凍脹破壞因素分析[D]. 修璐.黑龍江大學(xué) 2015
[4]山東省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)分析及對(duì)策研究[D]. 胡曉凱.中國海洋大學(xué) 2012



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