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Tunnel face reliability analysis using active learning Kriging model——Case of a two-layer soils

Journal of Central South University 2019年第7期26卷 1735-1746页

作者： LI Tian-zheng DIAS Daniel School of Civil Engineering Central South University Changsha 410075 China Antea Group Antony France

This paper is devoted to the probabilistic stability analysis of a tunnel face excavated in a two-layer soil. The interface of the soil layers is assumed to be positioned above the tunnel roof. In the framework of limit analysis, a rotational failure mechanism is adopted to describe the face failure considering different shear strength parameters in the two layers. The surrogate Kriging model is introduced to replace the actual performance function to perform a Monte Carlo simulation. An active learning function is used to train the Kriging model which can ensure an efficient tunnel face failure probability prediction without loss of accuracy. The deterministic stability analysis is given to validate the proposed tunnel face failure model. Subsequently, the number of initial sampling points, the correlation coefficient, the distribution type and the coefficient of variability of random variables are discussed to show their influences on the failure probability. The proposed approach is an advisable alternative for the tunnel face stability assessment and can provide guidance for tunnel design.

关键词： reliability analysis tunnel face Kriging model active learning function failure probability

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