Metaheuristics for improved estimation of hydraulic properties of unsaturated soils

Tadikonda Venkata Bharat, Jitendrapal Sharma

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: M1A - Soil Mechanics I

ABSTRACT: The model parameters for the soil water characteristic curve (SWCC) of a variably saturated soil are generally estimated by fitting various retention models to the observed retention data. The estimated model parameters are subsequently used to obtain the hydraulic conductivity function. The model parameters are commonly estimated using classical, gradient-based methods by inverse analysis. This paper presents a novel approach for estimating the model parameters using metaheuristic technique. A major advantage of this technique is that it does not require gradients and the initial solution. Gradient-based techniques, on the other hand, often converge to local optimum solutions, thereby giving less precise model parameters. This can lead to inaccurate prediction of conductivities as the conductivity function is highly sensitive to the SWCC model parameters. Superiority of the proposed technique for parameter estimation is demonstrated on experimentally measured data.

RÉSUMÉ: Les paramètres du modèle pour la courbe caractéristique sol eau (SWCC) d'un sol variablement saturé sont généralement estimés par ajustement des modèles de rétention différents à des données de rétention observé. Les paramètres estimés sont ensuite utilisés pour obtenir la fonction de conductivité hydraulique. Les paramètres du modèle sont généralement estimés à l'aide classiques, basées sur les gradients méthodes par analyse inverse. Cet article présente une nouvelle approche pour l'estimation des paramètres du modèle en utilisant la technique métaheuristique. Un avantage majeur de cette technique est qu'elle ne nécessite pas de dégradés et de la solution initiale. Dégradé à base de techniques, d'autre part, convergent souvent à des solutions optimales locales, donnant ainsi les paramètres du modèle moins précis. Cela peut conduire à la prédiction inexacte des conductivités que la fonction de conductivité est très sensible aux paramètres du modèle SWCC. La supériorité de la technique proposée pour l'estimation des paramètres est démontrée sur des données mesurées expérimentalement.

Access this article:
Canadian Geotechnical Society members can access to this article, along with all other Canadian Geotechnical Conference proceedings, in the Member Area. Conference proceedings are also available in many libraries.

Cite this article:
Tadikonda Venkata Bharat; Jitendrapal Sharma (2012) Metaheuristics for improved estimation of hydraulic properties of unsaturated soils in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{Paper262,author = Tadikonda Venkata Bharat; Jitendrapal Sharma,title = Metaheuristics for improved estimation of hydraulic properties of unsaturated soils,year = 2012}