Sensitivity analysis and inversion of HSS model parameters for soft soil layers on the first terrace of the Yangtze River

MENG Chao; GAO Zhihua; HUANG Juehao; CHAI Shaobo; LIU Shuai; SUN Xuebing

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240264

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Sensitivity analysis and inversion of HSS model parameters for soft soil layers on the first terrace of the Yangtze River

Research articles | 更新时间：2025-11-14

- Sensitivity analysis and inversion of HSS model parameters for soft soil layers on the first terrace of the Yangtze River
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Vol. 64, Issue 3, Pages: 139-147(2025)
- 作者机构：
  
  1.长安大学建筑工程学院，陕西西安 710064
  2.岩土力学与工程国家重点实验室/中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉 430071
  3.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240264
  CLC： TU43
- Received：26 August 2024，
  
  Accepted：22 October 2024，
  
  Published Online：24 January 2025，
  
  Published：25 May 2025
- 稿件说明：
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孟超,高志华,黄珏皓等.长江一级阶地软土地层HSS模型参数的敏感性分析及反演[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2025,64(03):139-147.

MENG Chao,GAO Zhihua,HUANG Juehao,et al.Sensitivity analysis and inversion of HSS model parameters for soft soil layers on the first terrace of the Yangtze River[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2025,64(03):139-147.
孟超,高志华,黄珏皓等.长江一级阶地软土地层HSS模型参数的敏感性分析及反演[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2025,64(03):139-147. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240264.

MENG Chao,GAO Zhihua,HUANG Juehao,et al.Sensitivity analysis and inversion of HSS model parameters for soft soil layers on the first terrace of the Yangtze River[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2025,64(03):139-147. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240264.

摘要

依托武汉市某深基坑工程，采用PLAXIS 2D软件建立数值模型，分析黏性土和砂性土HSS模型参数的敏感性；对长江一级阶地软土地层的敏感性进行评估，并对显著敏感的参数进行反演。首先，对黏性土和砂性土HSS模型部分参数进行敏感性分析，研究了对隧道拱顶沉降影响最为显著的参数；然后，对长江一级阶地软土地层进行敏感性分析，确定待反演的力学参数；最后，结合既有隧道拱顶沉降的监测数据，通过确定性正反演法对待反演的力学参数进行反演。结果表明：无论是黏性土还是砂性土，对隧道拱顶沉降影响最为显著的参数均为小应变参考初始剪切模量（

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）；长江一级阶地软土地层中，对既有隧道变形影响显著的地层为粉细砂层和细砂层；反演获得的粉细砂层

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为90 MPa，细砂层

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为120 MPa。

Abstract

Based on a deep foundation pit project in Wuhan，we establishe a numerical model using the PLAXIS 2D， analyze the sensitivity of HSS model parameters for cohesive and sandy soils， evaluate the sensitivity of soft soil layers in the first terrace of the Yangtze River， and invert the significantly sensitive parameters. Firstly， the sensitivity analysis of certain parameters of the HSS model for cohesive and sandy soils is conducted， focusing on the parameters that most significantly affect the settlement of the tunnel crown. Then， the sensitivity analysis of the soft soil layers in the first terrace of the Yangtze River is carried out to determine the soil mechanical parameters to be inverted. Finally， combining the existing tunnel crown settlement monitoring data， the inversion of the soil mechanical parameters to be inverted is conducted using a deterministic forward-inverse method.The results show that for both cohesive and sandy soils， the parameter that most significantly affects the tunnel crown settlement is the small-strain

reference initial shear modulus（

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）. In the soft soil layers of the first terrace of the Yangtze River， the layers that significantly affect the deformation of the existing tunnel are the silty fine sand layer and the fine sand layer. The inverted

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values for the silty fine sand layer and the fine sand layer are 90 MPa and 120 MPa， respectively.

关键词

Keywords

references

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