CN115859836B - 一种岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN115859836B CN202310147806.2A CN202310147806A CN115859836B CN 115859836 B CN115859836 B CN 115859836B CN 202310147806 A CN202310147806 A CN 202310147806A CN 115859836 B CN115859836 B CN 115859836B
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Abstract

本发明提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质,涉及岩体蠕变研究技术领域,包括获取地质勘察数据,建立岩体三维地质模型;并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数,本发明用于解决现有的蠕变本构模型参数识别方法存在着精确度不足和所需成本费用较高的技术问题。

Description

一种岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及岩体蠕变研究技术领域,具体而言,涉及岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质。
背景技术
蠕变本构模型参数的识别是蠕变学中的两大研究主题之一。现有的蠕变本构模型参数识别方法存在着精确度不足和所需成本费用较高的缺点。首先,由于参数的精度(准确度)直接影响到了模型数值分析计算时的准确性,为获取精确的蠕变本构参数需要开展大量的室内和现场蠕变试验,因为只有试验的量足够大时才能减小试验误差的影响,从而使得试验结果精确度满足要求,但是,大量的试验操作极大地提高了成本费用。反之,倘若减少了成本费用的投入,只能进行小规模的蠕变试验,导致获得的蠕变本构参数精确度不够的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩体蠕变本构模型参数识别方法、装置、设备及介质,以改善上述问题。为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
第一方面,本申请提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别方法,包括:
获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;
对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
第二方面,本申请还提供了岩体蠕变本构模型参数识别装置,包括:
地质模型建立模块:获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
参数构建模块:对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;
样本库构建模块:对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
模型训练模块:将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
识别模块:根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
第三方面,本申请还提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现所述岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。
第四方面,本申请还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。
本发明的有益效果为:
本发明无需进行大量的室内及现场蠕变试验,通过数值计算得出大量的蠕变参数和蠕变参数对应的沉降曲线,由蠕变参数和沉降曲线构成了样本库,利用所述样本库训练得到蠕变本构参数识别模型,可以精确、快速地识别出任一蠕变变形曲线所对应的蠕变参数,有效地解决了方法识别精度不高的问题。极大地减少了大量的人力、物力的投入,节省了试验成本费用。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的岩体蠕变本构模型参数识别方法流程示意图;
图2为本发明实施例中所述的岩体的三维实体模型图;
图3为本发明实施例中所述的蠕变变形曲线图;
图4为本发明实施例中所述的岩体蠕变本构模型参数识别装置结构示意图;
图5为本发明实施例中所述的岩体蠕变本构模型参数识别设备结构示意图。
图中标记:
01、地质模型建立模块;011、第一绘制单元;012、第二绘制单元;013、第三绘制单元;014、第四绘制单元;015、参数赋予单元;016、第一计算单元;02、参数构建模块;021、参数范围确定单元;022、划分单元;023、参数构建单元;03、样本库构建模块;031、导入单元;032、第二计算单元;033、样本库构建单元;04、模型训练模块;05、识别模块;051、控制单元;052、监测单元;053、识别单元;
800、岩体蠕变本构模型参数识别设备;801、处理器;802、存储器;803、多媒体组件;804、I/O接口;805、通信组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1:
本实施例提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别方法。
参见图1,图中示出了本方法包括:
S1.获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
本实施例中,所述岩体三维地质模型的岩体包括:碎石土、碎裂岩、弱风化闪长岩、微风化闪长岩和弱风化花岗岩。
优选的,可结合卫星遥感技术对地质勘察数据的查漏补缺,使其更加准确可靠;
具体的,所述步骤S1包括:
S11.根据地质勘察数据中的地形地貌图、地质剖面图和岩体的结构面信息,在绘图软件中进行处理,得到地质模型建模范围内的等高线、剖面线等数据,优选的,所述绘图软件采用AotoCAD。
S12.将所述岩体的等高线导入三维可视化建模软件中建立三维平面模型,优选的,所述三维可视化建模软件为GOCAD软件;
S13.再将所述三维平面模型导入三维设计软件中建立三维实体模型,如图2所示,优选的,所述三维设计软件采用UG软件;
S14.将建立好的三维实体模型导入有限元分析软件中绘制网格,得到岩体三维地质模型,优选的,所述有限元分析软件采用ANSYS软件。
具体的,所述步骤S1之后,还包括:
S15.将所述岩体三维地质模型导入三维离散单元法程序中,根据地质勘察数据对岩体三维地质模型中的各岩体赋予物理力学参数和岩体弹性本构模型,优选的,所述三维离散单元法程序采用3DEC软件,所述各岩体所赋予的物理力学参数如表1所示:
表1
S16.基于所述物理力学参数和岩体弹性本构模型数值计算得到岩体三维地质模型的初始应力场,具体的,3DEC软件基于所赋予的物理力学参数和岩体弹性本构模型自动计算得到岩体三维地质模型的初始应力场。
基于以上实施例,本方法还包括:
S2.对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;所述蠕变本构模型包括:麦克斯韦模型(Maxwell)、开尔文模型(Kelvin)、三参量模型(H-K)、饱依丁-汤姆逊模型(H|M)、伯格斯模型(M-K)。每个蠕变本构模型对应的适用性如表2所示。
表2
本实施例中,对碎裂岩赋予与岩体性质对应的蠕变本构模型:伯格斯模型。
具体的,所述步骤S2包括:
S21.根据地质勘察数据确定所述蠕变本构模型的蠕变力学参数的范围,所述蠕变力学参数包括Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度,如表3所示:
表3
S22.根据预设梯度分别将Maxwell切变模量的范围、Maxwell动力粘度的范围、Kelvin切变模量的范围和Kelvin动力粘度的范围划分为若干样本;
如表3所示,Maxwell切变模量和Kelvin切变模量的预设梯度为0.01GPa,Maxwell动力粘度和Kelvin动力粘度的预设梯度为0.1×103GPa·s,Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度均划分得到21组样本。
S23.随机组合Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度的样本,得到多组关于所述蠕变本构模型的蠕变力学参数组合,本实施例中,构建得到蠕变力学参数的组数为214
基于以上实施例,本方法还包括:
S3.对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
具体的,所述步骤S3包括:
S31.依次将每一组蠕变力学参数输入三维离散单元法程序;
本实施例中,以表4中的一组蠕变力学参数为例,将表4中的数据输入3DEC软件中;
表4
S32.基于各岩体的物理力学参数和岩体三维地质模型的初始应力场,计算得到所述蠕变力学参数对应的蠕变变形曲线,具体的,在3DEC软件中自动生成蠕变变形曲线(时间-位移曲线),如图3所示;
S33.将所述蠕变变形曲线作为输入特征标签,将所述蠕变变形曲线对应的蠕变力学参数作为输出特征标签,构建数据样本库。
基于以上实施例,本方法还包括:
S4.将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
基于以上实施例,本方法还包括:
S5.根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
具体的,所述步骤S5包括:
S51.控制承压板向岩体施加压力,承压板的加压方式采用逐级一次循环加压;
具体的,本实施例现场试验采用刚性承压板法,具体操作方法如下:
S511.在试验点位置由手工凿除表面松动层,然后凿成2m×2m的水平面,在中心半径为60cm的范围内凿成符合规范要求的试验点面(承压板受力面);
S512.将已安装好变形测量装置和加载装置的承压板(承压面积2000cm2)置于试验点中心,使得承压板与岩体表面均匀接触;
S513.以每秒0.2—0.5MPa的速率进行加载至预设应力值,加载过程中同步采集应力与变形值,并分5级施加载荷,试验采用逐级一次循环加压方式。需要注意的是,试验过程中应保持压力稳定,压力允许偏差为所加压力的±1%。
S514.试验过程中数据(应力、变形等)采用自动采集和储存,试验初期阶段数据采集间隔不大于5min;在减速蠕变阶段数据采集间隔不大于30min;
S515.当24h内变形量不大于0.002mm时,认为基本稳定,可进行下一级加载。
S52.监测岩体在施加压力下随时间变化的形变量,根据所述形变量构造岩体的蠕变变形曲线;
试验完成后,根据测得的数据(变形量),绘制变形量-时间曲线,并将其拟合成一条连续的曲线,即蠕变变形曲线。
S53.将所述岩体的蠕变变形曲线输入训练完成的蠕变本构参数识别模型中,由蠕变本构参数识别模型分析得到所述岩体的蠕变本构模型参数。
实施例2:
如图4所示,本实施例提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别装置,所述装置包括:
地质模型建立模块01:获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
参数构建模块02:对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;
样本库构建模块03:对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
模型训练模块04:将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
识别模块05:根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
基于以上实施例,地质模型建立模块01包括:
第一绘制单元011:根据地质勘察数据中的地形地貌图、地质剖面图和岩体的结构面信息,在绘图软件中进行处理,得到地质模型建模范围内的等高线、剖面线等数据;
第二绘制单元012:将所述岩体的等高线导入三维可视化建模软件中建立三维平面模型;
第三绘制单元013:再将所述三维平面模型导入三维设计软件中建立三维实体模型;
第四绘制单元014:将建立好的三维实体模型导入有限元分析软件中绘制网格,得到岩体三维地质模型。
基于以上实施例,所述地质模型建立模块还包括:
参数赋予单元015:将所述岩体三维地质模型导入三维离散单元法程序中,根据地质勘察数据对岩体三维地质模型中的各岩体赋予物理力学参数和岩体弹性本构模型;
第一计算单元016:基于所述物理力学参数和岩体弹性本构模型数值计算得到岩体三维地质模型的初始应力场。
基于以上实施例,所述参数构建模块02包括:
参数范围确定单元021:根据地质勘察数据确定所述蠕变本构模型的蠕变力学参数的范围,所述蠕变力学参数包括Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度;
划分单元022:根据预设梯度分别将Maxwell切变模量的范围、Maxwell动力粘度的范围、Kelvin切变模量的范围和Kelvin动力粘度的范围划分为若干样本;
参数构建单元023:随机组合Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度的样本,得到多组关于所述蠕变本构模型的蠕变力学参数组合。
基于以上实施例,所述样本库构建模块03包括:
导入单元031:依次将每一组蠕变力学参数输入三维离散单元法程序;
第二计算单元032:基于各岩体的物理力学参数和岩体三维地质模型的初始应力场,计算得到所述蠕变力学参数对应的蠕变变形曲线;
样本库构建单元033:将所述蠕变变形曲线作为输入特征标签,将所述蠕变变形曲线对应的蠕变力学参数作为输出特征标签,构建数据样本库。
基于以上实施例,所述识别模块05包括:
控制单元051:控制承压板向岩体施加压力,承压板的加压方式采用逐级一次循环加压;
监测单元052:监测岩体在施加压力下随时间变化的形变量,根据所述形变量构造岩体的蠕变变形曲线;
识别单元053:将所述岩体的蠕变变形曲线输入训练完成的蠕变本构参数识别模型中,由蠕变本构参数识别模型分析得到所述岩体的蠕变本构模型参数。
需要说明的是,关于上述实施例中的装置,其中各模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
实施例3:
相应于上面的方法实施例,本实施例中还提供了一种岩体蠕变本构模型参数识别设备,下文描述的一种岩体蠕变本构模型参数识别设备与上文描述的一种岩体蠕变本构模型参数识别方法可相互对应参照。
图5是根据示例性实施例示出的一种岩体蠕变本构模型参数识别设备800的框图。如图5所示,该岩体蠕变本构模型参数识别设备800可以包括:处理器801,存储器802。该岩体蠕变本构模型参数识别设备800还可以包括多媒体组件803, I/O接口804,以及通信组件805中的一者或多者。
其中,处理器801用于控制该岩体蠕变本构模型参数识别设备800的整体操作,以完成上述的岩体蠕变本构模型参数识别方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该岩体蠕变本构模型参数识别设备800的操作,这些数据例如可以包括用于在该岩体蠕变本构模型参数识别设备800上操作的任何应用程序或方法的指令,以及应用程序相关的数据,例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,简称PROM),只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏,音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如,音频组件可以包括一个麦克风,麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器,用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口,上述其他接口模块可以是键盘,鼠标,按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该岩体蠕变本构模型参数识别设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信,例如Wi-Fi,蓝牙,近场通信(Near FieldCommunication,简称NFC),2G、3G或4G,或它们中的一种或几种的组合,因此相应的该通信组件805可以包括:Wi-Fi模块,蓝牙模块,NFC模块。
在一示例性实施例中,岩体蠕变本构模型参数识别设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、数字信号处理设备(DigitalSignal ProcessingDevice,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述的岩体蠕变本构模型参数识别方法。
在另一示例性实施例中,还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现上述的岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802,上述程序指令可由岩体蠕变本构模型参数识别设备800的处理器801执行以完成上述的岩体蠕变本构模型参数识别方法。
实施例4:
相应于上面的方法实施例,本实施例中还提供了一种可读存储介质,下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种岩体蠕变本构模型参数识别方法可相互对应参照。
一种可读存储介质,可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种岩体蠕变本构模型参数识别方法,其特征在于,包括:
获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;
对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
2.根据权利要求1所述的岩体蠕变本构模型参数识别方法,其特征在于,所述根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型之后,还包括:
将所述岩体三维地质模型导入三维离散单元法程序中,根据地质勘察数据对岩体三维地质模型中的各岩体赋予物理力学参数和岩体弹性本构模型;
基于所述物理力学参数和岩体弹性本构模型数值计算得到岩体三维地质模型的初始应力场。
3.根据权利要求1所述的岩体蠕变本构模型参数识别方法,其特征在于,所述对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数,包括:
根据地质勘察数据确定所述蠕变本构模型的蠕变力学参数的范围,所述蠕变力学参数包括Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度;
根据预设梯度分别将Maxwell切变模量的范围、Maxwell动力粘度的范围、Kelvin切变模量的范围和Kelvin动力粘度的范围划分为若干样本;
随机组合Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度的样本,得到多组关于所述蠕变本构模型的蠕变力学参数组合。
4.根据权利要求2所述的岩体蠕变本构模型参数识别方法,其特征在于,所述对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库,包括:
依次将每一组蠕变力学参数输入三维离散单元法程序;
基于各岩体的物理力学参数和岩体三维地质模型的初始应力场,计算得到所述蠕变力学参数对应的蠕变变形曲线;
将所述蠕变变形曲线作为输入特征标签,将所述蠕变变形曲线对应的蠕变力学参数作为输出特征标签,构建数据样本库。
5.一种岩体蠕变本构模型参数识别装置,其特征在于,包括:
地质模型建立模块:获取地质勘察数据,根据所述地质勘察数据建立岩体三维地质模型,所述岩体三维地质模型包括多种种类的岩体;
参数构建模块:对一种或多种蠕变类型的岩体赋予蠕变本构模型,并利用地质勘察数据为所述蠕变本构模型构建多组蠕变力学参数;
样本库构建模块:对每组蠕变力学参数进行三维模型蠕变数值计算,得到对应的蠕变变形曲线,由所有的蠕变力学参数和对应的蠕变变形曲线构成数据样本库;
模型训练模块:将所述数据样本库划分为训练集数据样本和测试集数据样本,用以训练和测试蠕变本构参数识别神经网络模型,得到蠕变本构参数识别模型;
识别模块:根据承压板试验实时获取岩体的蠕变变形曲线,将所述岩体的蠕变变形曲线输入蠕变本构参数识别模型得到岩体的蠕变本构模型参数。
6.根据权利要求5所述的岩体蠕变本构模型参数识别装置,其特征在于,所述地质模型建立模块还包括:
参数赋予单元:将所述岩体三维地质模型导入三维离散单元法程序中,根据地质勘察数据对岩体三维地质模型中的各岩体赋予物理力学参数和岩体弹性本构模型;
第一计算单元:基于所述物理力学参数和岩体弹性本构模型数值计算得到岩体三维地质模型的初始应力场。
7.根据权利要求5所述的岩体蠕变本构模型参数识别装置,其特征在于,所述参数构建模块包括:
参数范围确定单元:根据地质勘察数据确定所述蠕变本构模型的蠕变力学参数的范围,所述蠕变力学参数包括Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度;
划分单元:根据预设梯度分别将Maxwell切变模量的范围、Maxwell动力粘度的范围、Kelvin切变模量的范围和Kelvin动力粘度的范围划分为若干样本;
参数构建单元:随机组合Maxwell切变模量、Maxwell动力粘度、Kelvin切变模量和Kelvin动力粘度的样本,得到多组关于所述蠕变本构模型的蠕变力学参数组合。
8.根据权利要求6所述的岩体蠕变本构模型参数识别装置,其特征在于,所述样本库构建模块包括:
导入单元:依次将每一组蠕变力学参数输入三维离散单元法程序;
第二计算单元:基于各岩体的物理力学参数和岩体三维地质模型的初始应力场,计算得到所述蠕变力学参数对应的蠕变变形曲线;
样本库构建单元:将所述蠕变变形曲线作为输入特征标签,将所述蠕变变形曲线对应的蠕变力学参数作为输出特征标签,构建数据样本库。
9.一种岩体蠕变本构模型参数识别设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述岩体蠕变本构模型参数识别方法的步骤。
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