盾构机密封舱渣土非线性本构模型参数识别方法

"这篇文章是2010年发表在《山东大学学报(理学版)》第45卷第7期上的一篇自然科学论文，由李守巨、上官子昌、孙伟、采茂田和刘博共同撰写。研究重点在于盾构机密封舱内渣土的非线性本构模型参数识别，通过三轴压缩实验数据，采用优化方法建立Duncan-Chang双曲线本构模型，并提出了一种正则化的参数反演方法来解决参数识别的不稳定性问题。" 本文的研究背景是盾构施工过程中，密封舱内的渣土行为对施工安全和效率有着重大影响。渣土的力学特性是非线性的，因此需要一个准确的本构模型来描述其在不同应力状态下的行为。Duncan-Chang双曲线本构模型是一种常用于模拟土体非线性力学特性的模型，它考虑了土体的弹塑性特征。 在实验数据基础上，作者采用了优化方法来反演Duncan-Chang模型的参数。这里提到的优化方法很可能是基于Gauss-Newton迭代算法的，这是一种在数值优化中广泛使用的迭代求解法，用于最小化非线性函数。然而，这种反问题的解通常存在不稳定性，即微小的数据变化可能导致参数估计的巨大差异。为了解决这个问题，作者引入了正则化技术，这是一种常用的方法，可以提高反演问题的稳定性和鲁棒性，防止过拟合并降低对噪声的敏感性。 实际应用中，所提的正则化参数反演方法显示出了快速的收敛速度和良好的鲁棒性。这意味着该方法能在较短的时间内找到稳定的模型参数，且在面对实验数据的不确定性时，模型的预测性能仍然保持稳定，预测的渣土模型变形与实验观测值高度吻合。这为盾构机设计和施工过程中的土体行为预测提供了可靠的理论基础。 关键词涵盖了参数反演、本构模型、渣土和优化方法，强调了这些关键概念在研究中的重要性。文章按照中国图书馆分类号被归类在工程技术类（TU433）和地质学类（P183），表明其在工程地质领域具有一定的学术价值。文献标志码A则表明这是一篇原创性的科研论文，对学术界有所贡献。