Nghiên cứu dự báo độ trương nở của đất sử dụng mô hình rừng ngẫu nhiên

Abstract

Độ trương nở của đất nền là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến quá trình khai thác của kết cấu mặt đường. Tuy nhiên, việc xác định độ trương nở của đất đường bằng các phương pháp thí nghiệm như hiện nay còn công phu, thiết bị thí nghiệm cồng kềnh, tốn kém về thời gian, chi phí. Trong nghiên cứu này, mô hình rừng ngẫu nhiên (Random Forest - RF) được đề xuất để dự đoán độ trương nở của đất. 10 yếu tố ảnh hưởng đến độ trương nở của đất bao gồm: Hàm lượng đá dăm, hàm lượng cát thô, hàm lượng cát mịn. hàm lượng bùn sét, hàm lượng hữu cơ, giới hạn chảy, giới hạn dẻo, chỉ số dẻo, độ ẩm tối ưu, và khối lượng thể tích khô lớn nhất được chọn là các yếu tố đầu vào trong mô hình dự báo. Độ trương nở được coi lả mục tiêu đầu ra của mô hình. Cơ sở dử liệu trong nghiên cứu gồm 214 kết quả thí nghiệm cho đất nền đường lấy từ dự án đường cao tốc Vân Đồn - Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam được sử dụng để phát triển mô hình. Các chỉ số thống kê như hệ số xác định (R2), sai số bình phương trung bình (RMSE), sai số tuyệt đối trung bình (MAE), lỗi phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) đã được sử dụng để đánh giá hiệu suất của mô hình. Kết quả cho thấy mô hình rừng ngẫu nhiên là một công cụ hiệu quả trong việc dự đoán độ trương nở của đất nền (R2=0,937; RMSE=0,685; MAE=0,476; MAPE=0,543), giúp tiết kiệm thời gian, giảm chi phí thí nghiệm.