CN116522695B - 岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试初始矩阵数据，并根据岩性条件设置岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各成核点向初始扩展点扩展的生长过程，计算各成核点对初始扩展点的适应度，根据各适应度寻找合适扩展点，将合适扩展点定义为成核点，并更新各成核点的位置和权重；将搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各裂纹轨迹曲线作为岩体裂纹的生长最优路径。本发明的结果能够较为准确反应实际裂纹分布，对后期岩体的稳定性分析提供帮助。
Description
技术领域
本发明涉及岩石力学技术领域，尤其涉及一种岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
岩石破裂是裂纹萌生、扩展演化直至贯通的过程，岩石破裂时产生的裂纹是把双刃剑，不仅会诱发溃坝、岩爆、滑坡等灾害，制造严重的公共安全隐患，还可用于开采油、气、地热资源，进行二氧化碳封存，带来巨大的社会经济效益。
但是岩石力学领域中，实时监测三维裂纹的产生一直是一大难题，为了研究受载岩石发生变形破坏其内部裂纹动态扩展演化过程，部分学者应用应力场、能量场、热力学、矩张量、晶体结构等，借助有限元软件或试验装置实现裂纹扩展模拟。但是，相关研究方法和装置对裂纹扩展贯通方式涉及较少，并不能实现裂纹扩展路径实时追踪及构建。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质。
本发明提供如下技术方案：
第一方面，本公开实施例中提供了一种岩体裂纹生长轨迹构建方法，所述方法包括:
通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；
启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；
将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。
进一步地，所述根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，更新各所述成核点的位置和权重，包括：
将各所述适应度按照预设顺序进行排序，将最大适应度对应的初始扩展点定义为所述合适扩展点；
将所述合适扩展点定义为所述成核点，通过第一预设公式计算各所述成核点的权重；
更新各所述成核点的权重，并通过第二预设公式更新各所述成核点的位置。
进一步地，所述第一预设公式为：
其中，为第i个所述成核点的权重，/>为适应度排序的序列，/>为[0,1]内的随机值，/>为最大适应度，/>表示最小适应度，/>表示第i个所述成核点的适应度，/>为适应度排序的序列中的前半部分，/>为适应度排序的序列中的后半部分。
进一步地，所述第二预设公式为：
其中，为所述成核点的位置，t为当前循环次数，/>表示[0,1]内的随机值，/>表示所述搜索范围的下边界，/>表示所述搜索范围的上边界，/>为所述成核点的权重，/>从1到0线性递减，/>表示当前发现的最大适应度对应的初始扩展点的位置，/>和/>表示随机选择的两个位置，/>为振动参数，取值范围为[-/>，/>]，/>为范围参数，其中，/>根据第三预设公式计算，/>为所述预设循环次数，/>为参考参数，其中，/>根据第四预设公式计算。
进一步地，所述第三预设公式为：
其中，为所述范围参数，t为当前循环次数，/>为所述预设循环次数。
进一步地，所述第四预设公式为：
其中，为所述参考参数，/>表示第i个所述成核点的适应度，/>为所有循环得到的最大适应度。
进一步地，将搜寻过程中的扩展路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径之后，还包括：
根据各所述生长最优路径的长短，对各所述生长最优路径进行统计分类；
以各所述生长最优路径的长度百分比和粗度进行赋值，并对各所述生长最优路径映射不同的颜色。
第二方面，本公开实施例中提供了一种岩体裂纹生长轨迹构建装置，所述装置包括：
获取模块，用于通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；
计算模块，用于启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；
构建模块，将搜寻过程中的扩展路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。
第三方面，本公开实施例中提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
第四方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
本申请的实施例具有如下优点：
本申请实施例提供的岩体裂纹生长轨迹构建方法，方法包括：通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；将搜寻过程中的扩展路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。本方法的结果能够较为准确反应实际裂纹分布，对后期岩体的稳定性分析提供帮助。同时，在数据量较大情况下，仍能保持较快的计算速度，特别是在大尺度空间上的应用效果好。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
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。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例提供的一种岩体裂纹生长轨迹构建方法的流程图；
图2示出了本申请实施例提供的一种岩体裂纹生长轨迹的模拟效果示例；
图3示出了本申请实施例提供的另一种岩体裂纹生长轨迹构建方法的流程图；
图4示出了本申请实施例提供的一种岩体裂纹生长轨迹构建装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
如图1所示，为本申请实施例中的一种岩体裂纹生长轨迹构建方法的流程图，本申请实施例提供的岩体裂纹生长轨迹构建方法包括以下步骤：
步骤S110，通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围。
在本申请实施例中，通过微震、声发射、电镜扫描等监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，具体包括微震事件、声发射事件、晶体结构、弱面等坐标及其相关参数。
进一步地，调试初始矩阵数据，并根据岩性条件设置岩体裂纹的成核点、初始扩展点、搜索范围、障碍物和生长速度等。其中，成核点、初始扩展点包括微震、声发射事件的初始矩阵数据、电镜扫描晶体结构数据和已有裂纹生长点坐标数据等，但在情况复杂时需经过计算得出。搜索范围包括岩体裂纹生长区域的上下限，即岩体裂纹所在区域坐标范围。障碍物包括采空区范围、断层节理坐标等。
可以理解的是，在本实施例中，采空区、断层等可以设置为正方体、长方体、椭球体等规则立方体，也可以为一个或多个面为曲面的不规则立方体，本申请实施例对此不作限定。
在监测设备获取到的初始矩阵数据理想的情况下，能够较为准确的表征裂纹位置，且在部分情况下也能对裂纹出现的位置进行预测分析。
步骤S120，启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重。
启动优化循环后，首先使用正负反馈系统（即第一预设公式），模拟各成核点向所述初始扩展点接近、抓取和包裹的生长过程，计算各成核点对初始扩展点的适应度，并将各适应度按照从大到小或者从小到大顺序进行排序，将最大适应度对应的初始扩展点定义为合适扩展点。
进一步地，将合适扩展点更新为成核点，此时出现多个成核点，通过第一预设公式计算各成核点的权重，其中，第一预设公式为：
其中，为第i个所述成核点的权重，/>为适应度排序的序列，/>为[0,1]内的随机值，/>为最大适应度，/>表示最小适应度，/>表示第i个所述成核点的适应度，/>为适应度排序的序列中的前半部分，/>为适应度排序的序列中的后半部分。
可以理解的是，在循环过程中，成核点接触到的初始扩展点的吸引力越高，即初始扩展点释放的能量越大，裂纹的生长路径则表现为越粗（生长路径由，/>，/>控制）。第一预设公式表示了成核点的扩展路径与其所探索的初始扩展点的吸引力之间的正负反馈。使得成核点在搜索到合适扩展点时能够快速接近，而在吸引力较低时慢速接近，从而提高选择合适扩展点的效率。需要注意的是，初始矩阵数据和最终的成核点并不完全相同，因为在成核点搜索选择扩展点的过程中，第一预设公式会对潜在扩展点的位置进行微调。
更新各成核点的权重后，通过第二预设公式更新各成核点的位置，其中，所述第二预设公式为：
其中，为所述成核点的位置，t为当前循环次数，/>表示[0,1]内的随机值，/>表示所述搜索范围的下边界，/>表示所述搜索范围的上边界，/>为所述成核点的权重，/>从1到0线性递减，/>表示当前发现的最大适应度对应的初始扩展点的位置，/>和/>表示随机选择的两个位置，/>为振动参数，取值范围为[-/>，/>]，/>为范围参数，其中，/>根据第三预设公式计算，/>为所述预设循环次数，/>为参考参数，其中，/>根据第四预设公式计算。
可以看出的是，振动参数和/>之间的协同作用模拟了成核点的选择行为。为了找到最优得扩展位置，即使成核点找到了更好的扩展位置，仍然会搜索其他领域，避免出现局部最优解。
需要说明的是，第二预设公式中的范围参数需要根据第三预设公式计算，其中，第三预设公式为：
其中，为所述范围参数，t为当前循环次数，/>为所述预设循环次数。
第二预设公式中的参考参数需要根据第四预设公式计算，其中，第四预设公式为：
其中，为所述参考参数，/>表示第i个所述成核点的适应度，/>为所有循环得到的最大适应度。
当循环次数大于预设循环次数时，停止循环。不同于其他计算最短路径的算法，本方法通过使用正负反馈系统结合最优扩展路径来设计计算过程，通过在每次循环中接近、抓取和包裹行为来更新成核点位置，解决了目前监测试验无法准确判断裂纹生长路径的问题。
步骤S130，将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。
可以理解的是，经过步骤S120会生成多个成核点，将多个成核点对应的搜寻路径进行连接，构成多条以曲线的方式表示的裂纹轨迹，即裂纹轨迹曲线，所有裂纹轨迹曲线即可以表示岩体裂纹的生长最优路径。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种岩体裂纹生长轨迹的模拟效果示例，其中，示出了微震事件得俯视图、透视图、前视图和右视图，包含多条裂纹轨迹曲线，即为微震事件的岩体裂纹生长最优路径。
通过裂纹轨迹曲线可以模拟裂纹在断层或空区影响下的发育过程，对岩体稳定性研究具有指导意义。同时，在数据量较大情况下，仍能保持较快的计算速度。通过计算裂纹扩展的全局最优解，使得通道构建的结果更加准确，计算稳定性更高。结果能够较为准确反应实际裂纹分布，对后期稳定性分析提供的帮助。
在一种可选地实施方式中，如图3所示，步骤S130之后还包括：
步骤S140，根据各所述生长最优路径的长短，对各所述生长最优路径进行统计分类。
步骤S150，以各所述生长最优路径的长度百分比和粗度进行赋值，并对各所述生长最优路径映射不同的颜色。
进一步地，根据各生长最优路径的长短，对各生长最优路径进行统计分类，以长度百分比和粗度对各生长最优路径进行赋值，并对各生长最优路径映射不同的颜色，以表征岩体裂纹之间的相对位置关系。
本申请基于可视化方法表征断层、空区条件下的裂纹扩展合并及连通过程，推动监测结果进一步的运用，为裂纹可视化提供一种新思路，计算结果可以为力学计算提供基础数据。且空间裂纹生长模拟是一个有价值的研究方向，对微震等监测手段的准确度、发展方向也有一定的指导意义。
本申请实施例提供的岩体裂纹生长轨迹构建方法，通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。本方法的结果能够较为准确反应实际裂纹分布，对后期岩体的稳定性分析提供帮助。同时，在数据量较大情况下，仍能保持较快的计算速度，特别是在大尺度空间上的应用效果好。
实施例2
如图4所示，为本申请实施例中的一种岩体裂纹生长轨迹构建装置400的结构示意图，其装置包括：
获取模块410，用于通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；
计算模块420，用于启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；
构建模块430，用于将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径。
可选地，上述岩体裂纹生长轨迹构建装置400还包括：
排序模块，用于将各所述适应度按照预设顺序进行排序，将最大适应度对应的初始扩展点定义为所述合适扩展点；
第一计算子模块，用于将所述合适扩展点定义为所述成核点，通过第一预设公式计算各所述成核点的权重；
第二计算子模块，用于更新各所述成核点的权重，并通过第二预设公式更新各所述成核点的位置。
可选地，上述岩体裂纹生长轨迹构建装置400还包括：
统计模块，用于根据各所述生长最优路径的长短，对各所述生长最优路径进行统计分类；
赋值模块，用于以各所述生长最优路径的长度百分比和粗度进行赋值，并对各所述生长最优路径映射不同的颜色。
本申请实施例提供的岩体裂纹生长轨迹构建装置，能够较为准确反应实际裂纹分布，对后期岩体的稳定性分析提供帮助。同时，在数据量较大情况下，仍能保持较快的计算速度，特别是在大尺度空间上的应用效果好。
本公开实施例中还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1中所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
本公开实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1中所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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。
Claims (5)
1.一种岩体裂纹生长轨迹构建方法，其特征在于，所述方法包括：
通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；
启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；
将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径；
其中，所述根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，更新各所述成核点的位置和权重，包括：
将各所述适应度按照预设顺序进行排序，将最大适应度对应的初始扩展点定义为所述合适扩展点；
将所述合适扩展点定义为所述成核点，通过第一预设公式计算各所述成核点的权重；
更新各所述成核点的权重，并通过第二预设公式更新各所述成核点的位置；
其中，所述第一预设公式为：
其中，为第i个所述成核点的权重，SmellIn dex为适应度排序的序列，r为[0,1]内的随机值，bF为最大适应度，wF表示最小适应度，S(i)表示第i个所述成核点的适应度，condition为适应度排序的序列中的前半部分，others为适应度排序的序列中的后半部分；
其中，所述第二预设公式为：
其中，为所述成核点的位置，t为当前循环次数，rand表示[0,1]内的随机值，Ub表示所述搜索范围的下边界，Lb表示所述搜索范围的上边界，/>为所述成核点的权重，/>从1到0线性递减，Xb表示当前发现的最大适应度对应的初始扩展点的位置，XA和XB表示随机选择的两个位置，/>为振动参数，取值范围为[-μ，μ]，μ为范围参数，其中，μ根据第三预设公式计算，max_t为所述预设循环次数，p为参考参数，其中，p根据第四预设公式计算；
其中，所述第三预设公式为：
其中，μ为所述范围参数，t为当前循环次数，max_t为所述预设循环次数；
其中，所述第四预设公式为：
p＝tanh|S(i)-DF|
其中，p为所述参考参数，S(i)表示第i个所述成核点的适应度，DF为所有循环得到的最大适应度。
2.根据权利要求1所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法，其特征在于，所述将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径之后，还包括：
根据各所述生长最优路径的长短，对各所述生长最优路径进行统计分类；
以各所述生长最优路径的长度百分比和粗度进行赋值，并对各所述生长最优路径映射不同的颜色。
3.一种岩体裂纹生长轨迹构建装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于通过监测设备获取岩体裂纹的初始矩阵数据，调试所述初始矩阵数据，并根据岩性条件设置所述岩体裂纹的成核点、初始扩展点和搜索范围；
计算模块，用于启动优化循环，直至循环次数大于预设循环次数时停止循环，其中，每次循环包括：使用正负反馈系统模拟各所述成核点向所述初始扩展点扩展的生长过程，计算各所述成核点对所述初始扩展点的适应度，根据各所述适应度寻找合适扩展点，将所述合适扩展点定义为所述成核点，并更新各所述成核点的位置和权重；
构建模块，用于将计算过程中的搜寻路径进行连接，形成多条裂纹轨迹曲线，并将各所述裂纹轨迹曲线作为所述岩体裂纹的生长最优路径；
其中，所述计算模块包括：
排序模块，用于将各所述适应度按照预设顺序进行排序，将最大适应度对应的初始扩展点定义为所述合适扩展点；
第一计算子模块，用于将所述合适扩展点定义为所述成核点，通过第一预设公式计算各所述成核点的权重；
第二计算子模块，用于更新各所述成核点的权重，并通过第二预设公式更新各所述成核点的位置；
其中，所述第一预设公式为：
其中，为第i个所述成核点的权重，SmellIn dex为适应度排序的序列，r为[0,1]内的随机值，bF为最大适应度，wF表示最小适应度，S(i)表示第i个所述成核点的适应度，condition为适应度排序的序列中的前半部分，others为适应度排序的序列中的后半部分；
其中，所述第二预设公式为：
其中，为所述成核点的位置，t为当前循环次数，rand表示[0,1]内的随机值，Ub表示所述搜索范围的下边界，Lb表示所述搜索范围的上边界，/>为所述成核点的权重，/>从1到0线性递减，Xb表示当前发现的最大适应度对应的初始扩展点的位置，XA和XB表示随机选择的两个位置，/>为振动参数，取值范围为[-μ，μ]，μ为范围参数，其中，μ根据第三预设公式计算，max_t为所述预设循环次数，p为参考参数，其中，p根据第四预设公式计算；
其中，所述第三预设公式为：
其中，μ为所述范围参数，t为当前循环次数，max_t为所述预设循环次数；
其中，所述第四预设公式为：
p＝tanh|S(i)-DF|
其中，p为所述参考参数，S(i)表示第i个所述成核点的适应度，DF为所有循环得到的最大适应度。
4.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-2中任一项所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2中任一项所述的岩体裂纹生长轨迹构建方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310814818.6A CN116522695B (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310814818.6A CN116522695B (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 岩体裂纹生长轨迹构建方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116522695A CN116522695A (zh) | 2023-08-01 |
| CN116522695B true CN116522695B (zh) | 2023-09-05 |
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ID=87403346
Family Applications (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN116522695B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018010628A1 (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 河海大学 | 一种基于大面积致密储层地震岩石物理反演方法 |
| CN113390906A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 内蒙古科技大学 | 一种细观尺度下低渗透性煤岩体致裂增透效果的评价方法 |
| CN116205109A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-02 | 长沙理工大学 | 多裂纹耦合扩展轨迹计算方法、设备及存储介质 |
-
2023
- 2023-07-05 CN CN202310814818.6A patent/CN116522695B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018010628A1 (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 河海大学 | 一种基于大面积致密储层地震岩石物理反演方法 |
| CN113390906A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 内蒙古科技大学 | 一种细观尺度下低渗透性煤岩体致裂增透效果的评价方法 |
| CN116205109A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-02 | 长沙理工大学 | 多裂纹耦合扩展轨迹计算方法、设备及存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 岩石裂纹扩展诱发的强度弱化模型研究;李晓照;戚承志;邵珠山;;地下空间与工程学报(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116522695A (zh) | 2023-08-01 |
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