State-of-the-Art Review of Machine Learning Applications in Constitutive Modeling of Soils

一般化 计算机科学 人工神经网络 机器学习 范围(计算机科学) 人工智能 本构方程 集合(抽象数据类型) 原始数据 基础(线性代数) 简单(哲学) 算法 数学 工程类 数学分析 有限元法 哲学 认识论 结构工程 程序设计语言 几何学
作者
Pin Zhang,Zhen Yin,Yulian Jin
出处
期刊:Archives of Computational Methods in Engineering [Springer Nature]
卷期号:28 (5): 3661-3686 被引量:74
标识
DOI:10.1007/s11831-020-09524-z
摘要

Machine learning (ML) may provide a new methodology to directly learn from raw data to develop constitutive models for soils by using pure mathematic skills. It has presented success and versatility in cases of simple stress paths due to its strong non-linear mapping capacity without limitations of constitutive formulations. However, current studies on the ML-based constitutive modeling of soils is still very limited. This study comprehensively reviews the application of ML algorithms in the development of constitutive models of soils and compares the performance of different ML algorithms. First, the basic principles of typical ML algorithms used in describing soil behaviors are briefly elaborated. The main characteristics and the limitations of such ML algorithms are summarized and compared. Then, the methodology of developing a ML-based soil model is reviewed from six aspects, such as adopted ML algorithms, data source, framework of the ML-based model, training strategy, generalization ability and application scope. Finally, five new ML-based models are developed using five typical ML algorithms (i.e. BPNN, RBF, LSTM, GRU and BiLSTM that can predict multi outputs together) based on same set of experimental results of sand, and compare each other in terms of the predictive accuracy and generalization ability. Results show the long short-term memory (LSTM) neural network and its variants are most suitable for developing constitutive models. Moreover, some useful suggestions for developing the ML-based soil model are also provided for the community.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ccc完成签到,获得积分10
1秒前
haoheee完成签到 ,获得积分10
2秒前
lilili完成签到,获得积分10
3秒前
Sun发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
King完成签到,获得积分10
4秒前
情怀应助草拟大坝采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
ccc发布了新的文献求助10
5秒前
ExcitedFrog发布了新的文献求助10
6秒前
9秒前
木林森发布了新的文献求助10
9秒前
Sun完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
mlly发布了新的文献求助10
13秒前
科目三应助木林森采纳,获得10
17秒前
陈宝宝发布了新的文献求助10
18秒前
田様应助莫莫采纳,获得10
18秒前
开朗的小蘑菇完成签到,获得积分10
18秒前
科目三应助mlly采纳,获得10
19秒前
传奇3应助暴躁的薯条采纳,获得10
20秒前
20秒前
527完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
ZzZz完成签到,获得积分10
23秒前
肉肉的肉完成签到,获得积分10
23秒前
Niuma发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
陈宝宝完成签到,获得积分10
27秒前
彗星完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
li完成签到 ,获得积分10
30秒前
Niuma完成签到,获得积分10
32秒前
哎嘿应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
哎嘿应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3155953
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807296
关于积分的说明 7872331
捐赠科研通 2465597
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312272
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630017
版权声明 601905