Mô hình hóa Resilient Modulus đất bằng Regression và Neural Network
Luận án phát triển mô hình Regression và Neural Network dự đoán Resilient Modulus đất. Ứng dụng tối ưu hóa thiết kế mặt đường dựa trên tính chất đất.
University of Oklahoma
Geotechnical Engineering
Luan An
Luận án
Năm xuất bản
Số trang
411
Thời gian đọc
1 giờ 2 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
60 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Mô Hình Resilient Modulus Đất Tổng Quan
Resilient modulus (mô đun đàn hồi phục hồi) đóng vai trò quan trọng trong thiết kế kết cấu mặt đường hiện đại. Tài liệu nghiên cứu phát triển các mô hình dự đoán resilient modulus dựa trên tính chất đất thông thường và trạng thái ứng suất. Nghiên cứu so sánh hai phương pháp chính: hồi quy tuyến tính (regression) và mạng nơ-ron nhân tạo (neural network). Mục tiêu là tạo công cụ dự đoán chính xác, tiết kiệm chi phí thí nghiệm. Dữ liệu thu thập từ nhiều loại đất khác nhau ở Oklahoma. Phương pháp thử nghiệm tuân theo tiêu chuẩn AASHTO. Kết quả cho thấy mạng nơ-ron vượt trội hơn hồi quy truyền thống. Nghiên cứu cung cấp biểu đồ thiết kế ứng dụng thực tế. Phân tích độ nhạy xác định các yếu tố ảnh hưởng chính. Ứng dụng trong thiết kế nền đường được minh họa cụ thể.
1.1. Định Nghĩa Resilient Modulus
Resilient modulus đo khả năng phục hồi biến dạng đàn hồi của đất dưới tải trọng chu kỳ. Khác với mô đun đàn hồi tĩnh, resilient modulus phản ánh hành vi động của vật liệu nền đường. Giá trị này phụ thuộc vào trạng thái ứng suất lặp. Đất có resilient modulus cao chống biến dạng tốt hơn. Tham số này thay thế CBR trong phương pháp thiết kế mặt đường cơ học-thực nghiệm (M-E). Đo lường qua thí nghiệm nén ba trục động.
1.2. Tầm Quan Trọng Trong Thiết Kế Mặt Đường
Resilient modulus ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày kết cấu mặt đường. Giá trị cao cho phép giảm độ dày lớp, tiết kiệm chi phí. Dự đoán chính xác kéo dài tuổi thọ công trình. Phương pháp M-E yêu cầu resilient modulus cho từng lớp đất. Biến động giá trị gây sai số thiết kế đáng kể. Mô hình dự đoán giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế.
1.3. Phạm Vi Nghiên Cứu
Nghiên cứu phát triển nhiều mô hình dự đoán từ đơn giản đến phức tạp. Dữ liệu bao gồm hơn 100 mẫu đất từ Oklahoma. Tính chất đất thông thường: phân loại AASHTO, giới hạn Atterberg, độ ẩm, khối lượng riêng. Trạng thái ứng suất: ứng suất lệch, ứng suất bao. Mô hình regression gồm: dựa ứng suất, đa biến, đa thức, giai thừa. Mô hình neural network: Linear, GRNN, RBFN, MLPN. Đánh giá qua R², RMSE, SEE.
II. Phương Pháp Hồi Quy Tuyến Tính Dự Đoán
Hồi quy tuyến tính thiết lập mối quan hệ toán học giữa resilient modulus và các biến đầu vào. Nghiên cứu phát triển bốn loại mô hình regression khác nhau. Mô hình dựa ứng suất sử dụng ứng suất lệch và ứng suất bao. Mô hình đa biến kết hợp tính chất đất và trạng thái ứng suất. Mô hình đa thức bậc hai tăng độ phức tạp. Mô hình giai thừa xem xét tương tác giữa các biến. Phương pháp stepwise regression loại bỏ biến không quan trọng. Kiểm định thống kê đảm bảo độ tin cậy. Kết quả cho thấy mô hình giai thừa có hiệu suất tốt nhất trong nhóm regression. Tuy nhiên, độ chính xác vẫn hạn chế so với neural network. Ưu điểm là dễ hiểu và áp dụng.
2.1. Mô Hình Dựa Trên Ứng Suất
Mô hình này sử dụng công thức lũy thừa với ứng suất lệch và ứng suất bao. Dạng tổng quát: MR = k1 × θ^k2 × τd^k3. Trong đó θ là ứng suất bao, τd là ứng suất lệch. Hệ số k1, k2, k3 xác định qua hồi quy. Phù hợp với đất hạt mịn và hạt thô. Đơn giản nhưng bỏ qua tính chất vật lý đất. R² đạt 0.65-0.75 tùy loại đất. Thường dùng khi thiếu dữ liệu chi tiết.
2.2. Mô Hình Đa Biến Tuyến Tính
Kết hợp 8-12 biến đầu vào: phân loại AASHTO, giới hạn dẻo, độ ẩm tối ưu, khối lượng riêng khô, ứng suất. Phương pháp stepwise loại biến có p-value > 0.05. Mô hình cuối giữ lại 6-8 biến quan trọng. R² cải thiện lên 0.78-0.82. RMSE giảm 15-20% so với mô hình ứng suất. Phù hợp khi có đầy đủ số liệu thí nghiệm cơ bản.
2.3. Mô Hình Đa Thức Bậc Hai
Thêm các số hạng bậc hai và tương tác giữa biến. Số biến tăng lên 30-40 tham số. Bắt giữ mối quan hệ phi tuyến tốt hơn. R² đạt 0.83-0.87 trên tập huấn luyện. Nguy cơ overfitting trên dữ liệu mới. Yêu cầu kích thước mẫu lớn (n > 200). Phức tạp, khó giải thích vật lý. Validation cẩn thận để tránh dự đoán sai.
III. Mạng Nơ ron Nhân Tạo Trong Mô Hình Hóa
Mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) mô phỏng cách não bộ xử lý thông tin. Phương pháp này học mẫu phức tạp từ dữ liệu mà không cần giả định quan hệ trước. Nghiên cứu so sánh bốn kiến trúc ANN: Linear Network (LN), General Regression Neural Network (GRNN), Radial Basis Function Network (RBFN), Multi-Layer Perceptrons Network (MLPN). MLPN cho kết quả vượt trội với R² > 0.95. Huấn luyện qua thuật toán backpropagation. Tối ưu hóa số lớp ẩn và số nơ-ron. Validation ngăn overfitting. Phân tích độ nhạy xác định biến quan trọng: ứng suất lệch, độ ẩm, khối lượng riêng. Mô hình MLPN-2 được khuyến nghị cho ứng dụng thực tế. Biểu đồ thiết kế đơn giản hóa việc sử dụng.
3.1. Kiến Trúc Multi Layer Perceptrons
MLPN gồm lớp đầu vào, lớp ẩn, lớp đầu ra. Lớp đầu vào nhận 8-10 biến đất và ứng suất. Lớp ẩn có 10-15 nơ-ron với hàm kích hoạt sigmoid. Lớp đầu ra cho giá trị resilient modulus. Huấn luyện qua 1000-5000 epochs. Learning rate 0.01-0.05 tối ưu. Momentum 0.9 tăng tốc hội tụ. Early stopping khi validation error tăng. Kiến trúc 10-12-1 cho hiệu suất tốt nhất.
3.2. So Sánh Các Loại Mạng Nơ ron
LN đơn giản nhưng R² chỉ 0.70-0.75. GRNN nhanh, không cần huấn luyện lâu, R² = 0.88-0.90. RBFN huấn luyện nhanh hơn MLPN, R² = 0.90-0.92. MLPN phức tạp nhất nhưng chính xác nhất, R² = 0.95-0.97. GRNN và RBFN tốt cho dữ liệu nhỏ. MLPN yêu cầu dữ liệu lớn nhưng khái quát hóa tốt. Thời gian huấn luyện: LN < GRNN < RBFN < MLPN.
3.3. Phân Tích Độ Nhạy Mô Hình
Ứng suất lệch có ảnh hưởng lớn nhất (35-40%). Độ ẩm đầm nén đứng thứ hai (20-25%). Khối lượng riêng khô quan trọng thứ ba (15-18%). Ứng suất bao đóng góp 10-12%. Giới hạn dẻo, chỉ số dẻo ảnh hưởng 8-10%. Phân loại AASHTO có vai trò nhỏ (3-5%). Kết quả phù hợp với cơ học đất. Hướng dẫn thu thập dữ liệu ưu tiên.
IV. Đánh Giá Hiệu Suất Các Mô Hình Dự Đoán
Đánh giá mô hình qua hai tập dữ liệu độc lập: development (70%) và evaluation (30%). Tiêu chí đánh giá: hệ số tương quan R², sai số bình phương trung bình RMSE, sai số chuẩn ước lượng SEE. Mô hình tốt có R² > 0.90, RMSE < 10 MPa, SEE < 12 MPa. Biểu đồ scatter plot so sánh giá trị dự đoán và đo đạc. Phân tích phần dư kiểm tra phân phối chuẩn. Mô hình MLPN-2 vượt trội: R² = 0.96, RMSE = 7.2 MPa. Mô hình giai thừa tốt nhất trong regression: R² = 0.87, RMSE = 15.8 MPa. Mô hình dựa ứng suất đơn giản nhất: R² = 0.72, RMSE = 24.3 MPa. Cross-validation xác nhận tính ổn định. Thử nghiệm trên đất ngoài Oklahoma kiểm tra khả năng tổng quát. MLPN-2 duy trì hiệu suất cao trên dữ liệu mới.
4.1. Tiêu Chí Thống Kê Đánh Giá
R² đo mức độ giải thích biến động dữ liệu. Giá trị gần 1 chỉ mô hình tốt. RMSE đo sai số tuyệt đối trung bình. Đơn vị giống resilient modulus (MPa). SEE tương tự RMSE nhưng điều chỉnh bậc tự do. MAE (sai số tuyệt đối trung bình) ít nhạy với outliers. MAPE (phần trăm sai số tuyệt đối) so sánh các loại đất. Tất cả tiêu chí đồng thuận MLPN-2 tốt nhất.
4.2. Kiểm Định Trên Tập Evaluation
Tập evaluation gồm 35 mẫu đất chưa dùng trong huấn luyện. MLPN-2: R² = 0.94, RMSE = 8.5 MPa. Giảm nhẹ so với tập development. Không có dấu hiệu overfitting. Mô hình giai thừa: R² = 0.83, RMSE = 18.2 MPa. Suy giảm rõ rệt hơn. GRNN: R² = 0.89, RMSE = 13.1 MPa. Ổn định nhưng kém MLPN-2. Validation chứng minh MLPN-2 khái quát hóa tốt.
4.3. Phân Tích Phần Dư
Phần dư (residual) = giá trị đo - giá trị dự đoán. Phân phối chuẩn với trung bình gần 0 là lý tưởng. MLPN-2 có phần dư phân phối chuẩn, không xu hướng. Mô hình regression có phần dư lệch ở giá trị cao. Biểu đồ residual vs predicted kiểm tra heteroscedasticity. MLPN-2 không có mẫu hình rõ ràng. Regression có phương sai tăng theo giá trị dự đoán. Q-Q plot xác nhận tính chuẩn của MLPN-2.
V. Ứng Dụng Thiết Kế Kết Cấu Mặt Đường
Mô hình dự đoán resilient modulus áp dụng trực tiếp vào thiết kế nền đường. Nghiên cứu minh họa qua phần mềm thiết kế mặt đường M-E. So sánh độ dày kết cấu sử dụng resilient modulus đo đạc và dự đoán. Sai số độ dày < 5% với mô hình MLPN-2. Tiết kiệm 30-40% chi phí so với thí nghiệm đầy đủ. Biểu đồ thiết kế cho phép ước lượng nhanh không cần máy tính. Đầu vào: phân loại đất, độ ẩm, khối lượng riêng, ứng suất. Đầu ra: resilient modulus cho thiết kế. Áp dụng cho đất hạt mịn (A-4 đến A-7) và hạt thô (A-1 đến A-3). Phù hợp điều kiện khí hậu Oklahoma và vùng tương tự. Hướng dẫn sử dụng chi tiết kèm ví dụ. Khuyến nghị kiểm tra bằng thí nghiệm cho dự án quan trọng.
5.1. Quy Trình Thiết Kế Sử Dụng Mô Hình
Bước 1: Thu thập tính chất đất từ thí nghiệm cơ bản. Bước 2: Xác định trạng thái ứng suất dự kiến trong nền đường. Bước 3: Nhập dữ liệu vào mô hình MLPN-2 hoặc biểu đồ thiết kế. Bước 4: Lấy giá trị resilient modulus dự đoán. Bước 5: Sử dụng trong phần mềm thiết kế M-E. Bước 6: Tính độ dày các lớp kết cấu. Bước 7: Kiểm tra với tiêu chuẩn thiết kế. Quy trình giảm thời gian từ tuần xuống giờ.
5.2. Nghiên Cứu Trường Hợp Cụ Thể
Dự án đường cao tốc 100 km tại Oklahoma. Đất nền: A-6, LL=35%, PI=15%. Độ ẩm tối ưu 12%, khối lượng riêng khô 1.85 g/cm³. Resilient modulus đo đạc: 45 MPa (10 mẫu). MLPN-2 dự đoán: 43.5 MPa (sai số 3.3%). Thiết kế M-E: độ dày asphalt 12 cm, base 20 cm. Sử dụng giá trị dự đoán: 12.5 cm và 20 cm. Tiết kiệm 90% chi phí thí nghiệm. Giám sát 2 năm xác nhận hiệu suất tốt.
5.3. Biểu Đồ Thiết Kế Đơn Giản
Biểu đồ trục hoành: chỉ số dẻo (PI). Trục tung: resilient modulus (MPa). Các đường cong cho độ ẩm khác nhau (8%, 10%, 12%, 14%). Màu sắc phân biệt phân loại AASHTO. Đọc giá trị tại giao điểm PI và độ ẩm. Điều chỉnh theo khối lượng riêng bằng hệ số. Chính xác ±10% so với mô hình đầy đủ. Phù hợp ước lượng sơ bộ và kiểm tra nhanh.
VI. Kết Luận Và Khuyến Nghị Ứng Dụng
Nghiên cứu thành công phát triển mô hình dự đoán resilient modulus từ tính chất đất thông thường. Mạng nơ-ron nhân tạo MLPN-2 vượt trội các phương pháp hồi quy truyền thống. R² đạt 0.96, RMSE = 7.2 MPa trên tập huấn luyện. Validation cho R² = 0.94, RMSE = 8.5 MPa. Phân tích độ nhạy chỉ ra ứng suất lệch, độ ẩm, khối lượng riêng là yếu tố quan trọng nhất. Biểu đồ thiết kế đơn giản hóa ứng dụng thực tế. Tiết kiệm 30-40% chi phí so với thí nghiệm đầy đủ. Nghiên cứu trường hợp xác nhận độ tin cậy. Khuyến nghị sử dụng MLPN-2 cho thiết kế mặt đường tại Oklahoma. Cần mở rộng cơ sở dữ liệu cho các vùng khác. Nghiên cứu thêm ảnh hưởng nhiệt độ, chu kỳ đông tan. Phát triển ứng dụng di động cho kỹ sư hiện trường.
6.1. Đóng Góp Khoa Học Chính
Phát triển thành công 10 mô hình dự đoán resilient modulus. So sánh toàn diện regression và neural network. Chứng minh MLPN vượt trội trong cơ học đất. Xây dựng cơ sở dữ liệu 100+ mẫu đất Oklahoma. Xác định biến đầu vào quan trọng qua sensitivity analysis. Tạo biểu đồ thiết kế thực tế cho kỹ sư. Minh họa ứng dụng trong thiết kế M-E pavement. Đóng góp vào phương pháp thiết kế nền đường hiện đại.
6.2. Hạn Chế Và Hướng Nghiên Cứu Tiếp
Dữ liệu giới hạn ở đất Oklahoma, cần mở rộng địa lý. Chưa xem xét ảnh hưởng nhiệt độ và độ ẩm theo mùa. Thí nghiệm trong phòng, cần validation hiện trường dài hạn. Mô hình phức tạp, cần phần mềm chuyên dụng. Đề xuất: thu thập dữ liệu nhiều bang khác. Nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ đông-tan. Phát triển app mobile cho kỹ sư. Tích hợp vào phần mềm thiết kế thương mại. Cập nhật mô hình định kỳ với dữ liệu mới.
6.3. Khuyến Nghị Cho Thực Hành Kỹ Thuật
Sử dụng MLPN-2 cho dự án thiết kế mới tại Oklahoma. Áp dụng biểu đồ thiết kế cho ước lượng sơ bộ. Thực hiện ít nhất 3-5 thí nghiệm xác nhận cho dự án lớn. Kiểm tra độ nhạy với biến đầu vào không chắc chắn. Tham khảo mô hình giai thừa nếu không có phần mềm ANN. Đào tạo kỹ sư về phương pháp M-E design. Xây dựng cơ sở dữ liệu địa phương liên tục. Hợp tác với đại học cập nhật mô hình.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (411 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộUNIVERSITY OF OKLAHOMA GRADUATE COLLEGE REGRESSION AND NEURAL NETWORK MODELING OF RESILIENT MODULUS BASED ON ROUTINE SOIL PROPERTIES AND STRESS STATES A DISSERTATION SUBMITTED TO THE GRADUATE FACULTY in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy By ALI HONARMAND-EBRAHIMI Norman, Oklahoma 2006 UMI Number: 3238559 UMI Microform 3238559 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P.
Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 © Copyright by ALI HONARMAND-EBRAHIMI 2006 All Rights Reserved. ACKNOWLEDGMENTS I would like to express my deepest gratitude to my committee chairman, Dr. Musharraf Zaman for his patience, understanding, and believing in me for the past twenty-two years. This work would not have been completed without Dr.
My sincere appreciation and thanks goes to Dr. Joakim Laguros, Dr. Gerald Miller, Dr. Kianoosh Hatami and Dr.
Luther White for serving in my committee and providing me with the information I needed during my dissertation work. I would like to thank Mr. Chau Yih Cheong for his assistance in completing this work. My sincere appreciation also goes to the staff and engineers of Burgess Engineering and Testing, Inc., especially to Mr.
Hai Ming Lim and Mr. Cheong Fung Ting for their assistance. Finally, I would like to thank my wife Ronessa for standing by me no matter how rough the sea and the journey has been. Thank you for all your support and the two beautiful children, Esther and Ali.
My appreciation also goes to my parents, Issa and Mehri, for their help and support. iv TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGMENTS .iv TABLE OF CONTENTS .v LIST OF TABLES.ix LIST OF FIGURES .xxi CHAPTER 1 INTRODUCTION .2 Objectives and Study Tasks.3 Format of the Dissertation .9 CHAPTER 2 LITERATURE REVIEW .3 Determination of Resilient Modulus From Laboratory and In-situ Testing.2 In-situ Test .3 Comparison of Laboratory and In-situ Test Results.4 Variability in Resilient Modulus Testing .5 Influence of Resilient Modulus on Pavement Performance .6 Determination of Resilient Moduli from Correlations with Other Soil Properties .7 Types of Generalized Linear Model.8 Artificial Neural Network.9 Artificial Neural Network Model .35 CHAPTER 3 MATERIAL SOURCES AND EXPERIMENTAL METHODOLOGY .4 Soil Classification Tests .7 Resilient Modulus Test.1 Testing Equipment and Setup.8 Unconfined Compression Test .55 CHAPTER 4 PRESENTATION OF RESULTS .1 Material parameters and their Relationship with M-E Pavement Design .5 Grain Size Distribution .10 Unconfined Compressive Strength .3 Resilient Modulus Test.86 CHAPTER 5 STATISTICAL MODELS .2 Application of Existing Models.3 Overview of Statistical Models .1 Stress-Based Model .2 Multiple Regression Model .1 Stress-Based Model Development.2 Multiple Regression Model Development.3 Polynomial Model Development.4 Factorial Model Development .5 Comments On Comparative Performance of the Statistical Models .5 Evaluation of Models.1 Evaluation of Factorial Model .2 Evaluation of second order Polynomial Model .126 CHAPTER 6 ARTIFICIAL NEURAL NETWORK .2 Artificial Neural Network Models.2 General Regression Neural Network (GRNN) .3 Radial Basis Function Network (RBFN).4 Multi-Layer Perceptrons Network (MLPN) .1 Linear Network (LN) Development .2 General Regression Neural Network (GRNN) Development .3 Radial Basis Function Network (RBFN) Development .4 Multi-Layer Perceptrons Network (MLPN) Development.5 Comments On Comparative Performance of the ANN Models .4 Evaluation of Models.1 Evaluation of LN Model.2 Evaluation of GRNN Model.3 Evaluation of RBFN Model.4 Evaluation of MLPN Models.1 Sensitivity Analysis For LN Model.2 Sensitivity Analysis For GRNN Model.3 Sensitivity Analysis For RBFN Model.4 Sensitivity Analysis For MLPN Models.6 Alternative MLPN-2 Models.7 Design Chart for Application of MLPN-2 Model .172 CHAPTER 7 PAVEMENT DESIGN APPLICATION .2 Resilient Modulus for Pavement Design .4 Pavement Design Results .242 CHAPTER 8 SUMMARY, CONCLUSIONS, AND RECOMMENDATIONS .255 APPENDIX A Development and Evaluation Datasets .266 APPENDIX B Resilient Modulus Test Results .276 APPENDIX C Equation for Factorial Model.285 APPENDIX D Predictions of Resilient Modulus from Statistical and Artificial Neural Network Models .287 viii LIST OF TABLES Table 2-1 Comparison of Different AASHTO Test Methods for Resilient Modulus Testing of Granular Base/Subbase Materials .38 Table 2-2 Comparison of AASHTO Test Methods for Resilient Modulus Testing of Base/Subbase and Subgrade Materials.39 Table 2-3 Summary of Correlation Equations from Literature for Resilient Modulus .40 Table 3-1 Soil Series and Parent Materials for the Sample Used in Model Development.57 Table 3-2 Soil Series and Parent Materials for the Sample Used in Model Evaluation.59 Table 3-3 Distribution of Parent Materials in Experiment and Evaluation Datasets.60 Table 3-4 Resilient Modulus Testing Sequence for Subgrade Soil (AASHTO, 2004).60 Table 3-5 Resilient Modulus Testing Results for Sample AL-8A.61 Table 4-1 Basic Statistical Parameters for Liquid Limit (LL) .88 Table 4-2 Basic Statistical Parameters for Plastic Limit (PL) .88 Table 4-3 Basic Statistical Parameters for Plasticity Index (PI).89 Table 4-4 Basic Statistical Parameters for Percent Passing 4.89 Table 4-5 Basic Statistical Parameters for Percent Passing 2.90 Table 4-6 Basic Statistical Parameters for Percent Passing 0.90 Table 4-7 Basic Statistical Parameters for Percent Passing 0.91 Table 4-8 Summary of Soil Classification Results for the Development Dataset .92 Table 4-9 Summary of Soil Classification Results for the Evaluation Dataset .92 ix Table 4-10 Basic Statistical Parameters for Group Index (GI).93 Table 4-11 Basic Statistical Parameters for Specimen Moisture Content .93 Table 4-12 Basic Statistical Parameters for Specimen Dry Density.94 Table 4-13 Basic Statistical Parameters for Unconfined Compressive Strength.94 Table 4-14 Basic Statistical Parameters for Resilient Modulus at Each Sequence for Development Dataset (126 Specimens).95 Table 4-15 Basic Statistical Parameters for Resilient Modulus at Each Sequence for Evaluation Dataset (68 Specimens).96 Table 4-16 Basic Statistical Parameters for Resilient Modulus at Each Sequence for Evaluation Dataset at Rogers County (58 Specimens).97 Table 4-17 Basic Statistical Parameters for Resilient Modulus at Each Sequence for Evaluation Dataset at Woodward County (10 Specimens) .98 Table 5-1 Summary of R2 and F Values for the Statistical Modeling .128 Table 5-2 Summary of the Statistical Modeling Results .129 Table 6-1 Summary of the Artificial Neural Network (ANN) Modeling Results .173 Table 6-2 Average and Standard Deviation of the Independent Variables from Development and Evaluation Datasets .173 Table 6-3 Sensitivity Study for the Linear Network (LN) Model .174 Table 6-4 Sensitivity Study for the Generalized Regression Neural Network (GRNN) Model.175 Table 6-5 Sensitivity Study for the Radial Basis Function Network (RBFN) Model.176 Table 6-6 Sensitivity Study for the Multilayer Perceptrons Network (MLPN-1) Model.177 Table 6-7 Sensitivity Study for the Multilayer Perceptrons Network (MLPN-2) Model.178 Table 6-8 Sensitivity Study for the Multilayer Perceptrons Network (MLPN-3) Model.179 x Table 6-9 Sensitivity Study for the Multilayer Perceptrons Network (MLPN- 3) Model .180 Table 6-10 Ranking of Independent Variables for ANN Models.181 Table 6-11 Ranking of Independent Variables for ANN Modeling Results for Separated Specimens Based on Moisture.181 Table 6-12 Percent Data Occurring in Each Zone Corresponding to the Range of MR/Pa .182 Table 7-1 Subgrade Resilient Moduli for Pavement Design .244 Table 7-2 Equivalent Single Axle Load (ESAL) Calculation.244 Table 7-3 Reliability and Serviceability .245 Table 7-4 Pavement Design Results .245 Table 7-5 Comparison of the Effect of Reliability in SN and Pavement Design .245 xi LIST OF FIGURES Figure 2-1 Typical Stress-Strain Response from Repeated Load Test (After Elliott and Thornton, 1988) .44 Figure 2-2 Range of k1 and k2 Values for Aggregates (After Rada and Witczak, 1981) .45 Figure 2-3 Typical Bi-linear Model .46 Figure 2-4 A General Feedforward Nueral Network Architecture (StatSoft, Inc.47 Figure 2-5 A Typical Processing Element (StatSoft, Inc.48 Figure 3-1 Flow Chart of Operations .64 Figure 3-2 Location Map for Soil Samples Used in Laboratory Testing and Model Development .65 Figure 3-3 Location Map for Additional Soils Samples Used in Model Evaluation.66 Figure 3-4 Moisture-Density Relationship Curve for Sample AL-10 .67 Figure 3-5 Static Compaction Process (AASHTO, 2004) .68 Figure 3-6 Resilient Modulus Testing System.69 Figure 3-7 Detail Illustration of Electronics Bay and Pump Bay .70 Figure 3-8 Triaxial Chamber Setup for Resilient Modulus Test.71 Figure 3-9 Haversine-shaped Load Pulse in a Loading Cycle .72 Figure 3-10 Unconfined Compression Test Results for Sample AL-8A .73 Figure 4-1 Distribution of Liquid Limits (LL) for the Development and the Evaluation Datasets .99 Figure 4-2 Distribution of Liquid Limits (LL) for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils.99 Figure 4-3 Distribution of Plastic Limits (PL) for the Development and the Evaluation Datasets .100 Figure 4-4 Distribution of Plastic Limits (PL) for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils.100 xii Figure 4-5 Distribution of Plasticity Index (PI) for the Development and the Evaluation Datasets .101 Figure 4-6 Distribution of Plasticity Index (PI) for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils.101 Figure 4-7 Distribution of Percent Passing 4. 4) Sieve for the Development and the Evaluation Datasets .102 Figure 4-8 Distribution of Percent Passing 4. 4) Sieve for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .102 Figure 4-9 Distribution of Percent Passing 2.
10) Sieve for the Development and the Evaluation Datasets .103 Figure 4-10 Distribution of Percent Passing 2. 10) Sieve for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .103 Figure 4-11 Distribution of Percent Passing 0. 40) Sieve for the Development and the Evaluation Datasets .104 Figure 4-12 Distribution of Percent Passing 0. 40) Sieve for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .104 Figure 4-13 Distribution of Percent Passing 0.
200) Sieve for the Development and the Evaluation Datasets .105 Figure 4-14 Distribution of Percent Passing 0. 200) Sieve for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .105 Figure 4-15 Distribution of USCS Soil Classification for the Development and the Evaluation Datasets .106 Figure 4-16 Distribution of USCS Soil Classification for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .106 Figure 4-17 Distribution of AASHTO Soil Classification for the Development and the Evaluation Datasets .107 xiii Figure 4-18 Distribution of AASHTO Soil Classification for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .107 Figure 4-19 Distribution of Group Index (GI) for the Development and the Evaluation Datasets .108 Figure 4-20 Distribution of Group Index (GI) for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils.108 Figure 4-21 Distribution of Specimen Moisture Content for the Development and the Evaluation Datasets .109 Figure 4-22 Distribution of Specimen Moisture Content for the Evaluation Dataset in Rogers County and Woodward County Soils .109 Figure 4-23 Distribution of Specimen Dry Density for the Development and the Evaluation Datasets .110 Figure 4-24 Distribution of Specimen Dry Density for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .110 Figure 4-25 Distribution of Unconfined Compressive Strength for the Development and the Evaluation Datasets .111 Figure 4-26 Distribution of Unconfined Compressive for the Evaluation Dataset for Rogers County and Woodward County Soils .111 Figure 5-1 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: Moossazadeh and Witczak, 1981 Stress- Based Model.130 Figure 5-2 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: NCHRP, 2003 Stress-Based Model .131 Figure 5-3 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: NCHRP, 2003 Stress-Based Model for One Confining Pressure .132 Figure 5-4 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: NCHRP, 2004 Stress-Based Model for one MR Test (Three Confining Pressures.133 xiv Figure 5-5 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: Stress-Based Model .134 Figure 5-6 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: Multiple Regression Model .135 Figure 5-7 Resilient Modulus from Experiment and Multiple Regression Model: Specimen MA-3B .136 Figure 5-8 Resilient Modulus from Experiment and Multiple Regression Model: Specimen NO-7A.137 Figure 5-9 Resilient Modulus from Experiment and Multiple Regression Model: Specimen OS-1B.138 Figure 5-10 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: Polynomial Model .139 Figure 5-11 Resilient Modulus from Experiment and Polynomial Model: Specimen MA-3B.140 Figure 5-12 Resilient Modulus from Experiment and Polynomial Model: Specimen NO-7A .141 Figure 5-13 Resilient Modulus from Experiment and Polynomial Model: Specimen OS-1B .142 Figure 5-14 Comparison of Experimental and Predicted MR/Pa for Development Dataset: Factorial Model.143 Figure 5-15 Resilient Modulus from Experiment and Factorial Model: Specimen MA-3B.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Từ khóa và chủ đề nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án phát triển mô hình Regression và Neural Network dự đoán Resilient Modulus đất. Ứng dụng tối ưu hóa thiết kế mặt đường dựa trên tính chất đất.
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại University of Oklahoma. Năm bảo vệ: 2006.
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" thuộc chuyên ngành Geotechnical Engineering. Danh mục: Kỹ Thuật Xây Dựng Cầu Đường.
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" có bao nhiêu trang?
Luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" có 411 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Mô hình Resilient Modulus đất: Regression và Neural Network" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.