交通荷载下口罩加筋路基填料动力变形机器学习预测模型

来源：振动与冲击杂志2026年第2期北京时间：

作者：许杨洵,，张宗堂zzt@hnust,，章博妍,，林志平，林志，胡伟,，肖天祥,

单位：1.湖南科技大学土木工程学院，湖南 湘潭411201；2.湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室，湖南 湘潭411201；3.福建省高速公路集团有限公司，福州350001

摘要：通过交通荷载下废弃口罩加筋煤矸石粗粒土路基填料动力特性试验，研究了口罩纤维掺量、口罩织物铺设层数、口罩纤维裁剪方向、口罩纤维尺寸对加筋粗粒土路基填料累积变形的影响规律，结果表明，各因素均对加筋粗粒土路基填料累积变形存在一定影响。口罩纤维掺量较小时并不会产生加筋效果，而掺量较大时加筋效果明显；合理设置口罩织物铺设层数能产生良好的加筋作用，层数过多或过少都不会达到最佳加筋效果；不同裁剪方向的口罩纤维均产生加筋作用，但纵向裁剪的加筋效果明显优于横向裁剪；加筋口罩纤维尺寸越小，加筋效果越显著。通过对粗粒土颗粒、口罩纤维及加筋后的试样进行微观结构分析，揭示了口罩纤维的加筋机理。口罩内部由紧密排列的纤维无纺布构成，纤维丝相互交织形成网状结构；加筋后纤维丝可嵌入土体间隙之中，与填料形成紧密的接触界面，展现出良好的界面黏结性能。基于灰色关联度分析法评估了各因素的影响权重，口罩纤维掺量的影响最大，其次为口罩纤维尺寸。通过累积变形结果，构建了基于PSO-BP神经网络的累积应变机器学习算法预测模型，并验证了模型的正确性。<br>

关键词：路基填料，交通荷载，机器学习，动力变形，累积应变