基于指示和普通克里金的不连续地层厚度估计方法VIP免费

第35卷第10期岩土力学Vol.35No.102014年10月RockandSoilMechanicsOct.2014收稿日期：2013-06-25基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.41272289)；国家重点基础研究发展计划(No.2011CB013800)；十二五科技支撑计划(No.2012BAJ01B02)。第一作者简介：李晓军，男，1975年生，博士，副教授，主要从事隧道与地下工程方面的研究与教学工作。E-mail:lixiaojun@tongji.edu.cn文章编号：1000－7598(2014)10－2881－07基于指示和普通克里金的不连续地层厚度估计方法李晓军1,2，张振远3（1.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；3.长春市城乡建设委员会，长春130041）摘要：因为克里金插值方法考虑了样本的空间统计特征而被广泛应用于地层建模。但对于地层尖灭、缺失等不连续地层情况，常用的克里金方法（如普通克里金方法）通常给出较为平滑的地层厚度估计结果，在地层分布边缘的局部范围内与实际情况相差较大。针对不连续地层，提出一种采用指示克里金和普通克里金相结合的地层厚度估计方法。该方法首先采用指示克里金方法估计地层分布范围，然后采用普通克里金方法估计分布范围内的地层厚度，并根据估计标准差来评价地层厚度的不确定性。将提出的方法应用于上海长江隧道的地层建模，通过交叉验证，证明了该方法在地层分布边缘的局部范围内能明显改善地厚度估计结果，标准差降低了15%～18%，得到了比普通克里金和线性插值方法更接近真实情况的地层厚度估计值。关键词：指示克里金；普通克里金；不确定性；地层厚度估计中图分类号：TD822.3文献标识码：AAcombinedindicator-ordinaryKrigingmethodforestimatingthicknessesofdiscontinuousgeologicalstrataLIXiao-jun1,2，ZHANGZhen-yuan3（1.DepartmentofGeotechnicalEngineering,CollegeofCivilEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;3.ChangchunCityUrbanandRuralConstructionCommittee,Changchun130041,China）Abstract:Kriginginterpolationmethodsarewidelyappliedtogeologicalmodelingbecausespatialcharacteristicsofboreholesamplesareconsideredbyusinggeostatistics.However,mostcommonlyusedKrigingtechniques(e.g.theordinaryKrigingmethod)producesmoothedestimationresults,thosewillleadtoaninaccurateregionalizationofdiscontinuousgeologicalstratumaroundzerovaluezones,suchaspinch-outstratumorstratumwithmissingsegmentsinsomeareas.Inthispaper,acombinedindicator-ordinaryKrigingmethodispresentedtoestimatethicknessesofdiscontinuousgeologicalstratum.Inthismethod,theestimationofstratumthicknessisdividedintotwosteps.Firstly,theindicatorKrigingmethodisusedtoestimatethedistributedareaofageologicalstratum.Secondly,theordinaryKrigingmethodisemployedtoestimatethethicknessesofthegeologicallayerinthedistributedarea.Inaddition,astandarderrorisobtainedtoevaluatetheestimationuncertaintyofstratumthickness.TheproposedmethodisappliedtoestimatethethicknessofgeologicalstratumintheShanghaiYangtzeRivertunnelproject.Throughcrossvalidations,thecasestudyshowsthattheproposedmethodimprovestheestimationresultsbyreducingthestandarddeviationby15%to18%,andproducesmoreaccurateestimatesofthicknessofdiscontinuousgeologicalstratumaroundzerovaluezonesthanthatgivenbytheordinaryKrigingmethodandconventionallinearinterpolationmethod.Keywords:indicatorKriging;ordinaryKriging;uncertainty;estimationofgeologicalstratumthickness1引言常见的地层厚度估计方法分两大类：（1）不考虑数据空间统计特征的插值方法，如距离反比加权法、线性插值方法等[1－3]；（2）考虑数据空间统计特征的插值方法，即基于地质统计学理论的插值方法，如普通克里金、泛克里金方法...