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神经网络在岩体力学参数和地应力场反演中的应用 总被引：20，自引：7，他引：13
BP神经网络已广泛地应用于岩体力学参数和初始应力场的反演分析,但在实际应用中,BP网络存在着网络训练易于过度、收敛速度慢、易陷入局部极小以及隐层节点数难于确定等缺点。采用RBF网络和改进的BP网络,利用基于有限差分格式的快速拉格朗日算法进行正分析计算,依据若干测点的正应力数据,反演了计算区域的岩体力学参数以及初始应力场。算例表明,RBF神经网络与快速拉格朗日算法相结合,在样本容量相同的情况下,反演分析的精度、网络的拓扑结构以及学习、收敛速度,均优于采用BP网络的反演算法。 相似文献
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BP神经网络方法在二维密度界面的反演中取得了较好的效果,但在反演三维界面时,由于模型更复杂、参数更多,BP神经网络的收敛速度和反演精度都有一定程度的下降。为了改善反演效果,本文利用遗传算法对BP神经网络的权值、阈值选择过程进行优化,获得了更好的网络模型;并将此模型应用于密度界面模型的反演中,预测误差从上百米减小到数十米,同时迭代计算步数减少了近2/3,有效减少了计算时间,反演结果更准确。利用基于遗传算法优化的BP神经网络反演了法国某地区莫霍面深度,预测相对误差仅为1.8%,取得了较好的应用效果。基于遗传算法优化的BP神经网络在密度界面的反演中具有良好的应用价值和研究前景。 相似文献
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二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析 总被引：2，自引：0，他引：2
研究运行期高坝坝基渗流特性时,渗流场参数的获取是难点之一。针对二滩工程,利用三维渗流场有限元精细求解技术以及遗传算法等方法和理论,建立坝基渗流场反演模型;选择坝基典型渗压计测点作为实测点,通过特定时刻库水位对应渗流场的反演获得坝基渗透系数,再利用不同时刻点库水位对应的渗流场进行验证。分析结果表明,渗流场的反演结果是合理的,可作为研究运行期高拱坝坝基渗流场真实工作性态的依据。 相似文献
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裂隙岩体渗透系数确定方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔171.5~178.0m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。 相似文献
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三峡库区泄滩滑坡非饱和渗流分析及渗透系数反演 总被引：3，自引：1，他引：2
泄滩滑坡的水文地质结构比较复杂,滑体、滑带及滑动影响带为多孔连续介质,透水层基岩为裂隙介质。采用等效连续介质模型模拟裂隙岩体,建立了泄滩滑坡饱和－非饱和渗流的有限元计算模型。然后采用BP网络对非饱和有限元渗流计算进行了模拟,并根据蓄水期水库水位及滑坡体地下水位监测资料,采用遗传算法对泄滩滑坡各地层渗透系数进行了反演。反演的滑体饱和渗透系数为4.89?10?2 cm/s,与现场原位试验值1.78?10?2 3.2?10?2 cm/s相当;反演的滑带饱和渗透系数为4.66?10?5 cm/s,远比室内试验值2.74?10?7 5.73?10?7 cm/s大。这种差异在一定程度上反映了土体参数的尺度效应。 相似文献
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基于敏感性分析的裂隙岩体渗流与应力静态全耦合参数反演 总被引：5，自引：3，他引：2
基于求解稳定渗流场与弹性位移场耦合问题的全耦合分析方法,应用提出的混合遗传算法作为优化算法,同时利用水头、位移等多类型量测资料,提出了裂隙岩体渗流与应力静态全耦合的参数反演方法。在目标函数建立中考虑了实测水头对渗流参数的敏感性,在待反演力学未知参数的选取中,依据提出的相对灵敏度概念,考虑了实测位移对力学参数的敏感性。针对某裂隙岸坡算例,研究了水库蓄水过程中位移场对力学参数敏感性,据此实现位移测点的优化布置,并以渗流场与位移场全耦合正分析计算结果作为假想实测值,进行该岩坡的全耦合参数反演分析,从而验证了所提出理论与研制程序的正确性和可行性。 相似文献
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比较了BP、Hopfield二种神经网络模型的特性及其运行机制,分别用于位场反演,还比较了各自在位场反演中的应用效果。结果表明:这二种神经网络模型虽然都可用于位场反演,但由于Hopfield网络缺乏学习能力,不能较好地利用已知地质、地球物理信息而受到限制。而BP神经网络具有较强的学习能力,能从已知的信息中得到有利于解决最优化问题的结论,比Hopfield神经网络更加适合于位场的反演问题。 相似文献
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主要依据同位素示踪测试结果和大坝量水堰、渗压计和测压管两年多的原观资料,利用e06menu正反演计算软件包,应用饱和--非饱和区有限差分积分法数值计算方法,对小山电站4种不同工况进行三维渗流场反演计算,从而获得反演计算的优化解.反演计算结果表明小山水电站坝后量水堰渗流水主要来自玄武岩和玄武岩与安山岩的不整合交界面,计算结果给大坝处理与否提供了定量的依据. 相似文献
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Yao Yevenyo Ziggah Hu Youjian Alfonso Tierra Ahmed Amara Konaté Zhenyang Hui 《Arabian Journal of Geosciences》2016,9(17):698
Two national horizontal geodetic datums, namely, the Accra and Leigon datum, have been the only available datum used in Ghana. These two datums are non-geocentric and were established based on astro-geodetic observations. Relating these different geodetic datums mostly involves the use of conformal transformation techniques which could produce results that are not very often satisfactory for certain geodetic, surveying and mapping purposes. This has been ascribed to the incapability of the conformal models to absorb more of the heterogeneous and local character of deformations existing within the local geodetic networks. Presently, application of new approaches such as artificial neural network (ANN) is highly recommended. Whereas the ANN has been gaining much popularity to solving coordinate transformation-related problems in recent times, the existing researches carried out in Ghana have shown that only three-dimensional conformal transformation methods have been utilized. To the best of our knowledge, plane coordinate transformation between the two local geodetic datums in Ghana has not been investigated. In this paper, an attempt has been made to explore the plane coordinate transformation performance of two different ANN approaches (backpropagation neural network (BPNN) and radial basis function neural network (RBFNN)) compared with two different traditional techniques (six- and four-parameter models) in the Ghana national geodetic reference network. The results revealed that transforming plane coordinates from Leigon to Accra datum, the RBFNN was better than the BPNN and traditional techniques. Transforming from Accra to Leigon datum, both the BPNN and RBFNN produced closely related results and were better than the traditional methods. Therefore, this study will create the opportunity for Ghana to recognize the significance and strength of the ANN technology in solving coordinate transformation problems. 相似文献
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滑坡易发性评价是滑坡灾害管理的基础工作,也是制定各项防灾减灾措施的重要依据。针对传统的信息量模型在评价过程中确定权重值存在准确性不高的缺点,文章提出RBF神经网络和信息量耦合模型。以甘肃省岷县为研究区,筛选坡度等9个指标因子构建了滑坡灾害易发性评价指标体系,应用RBF神经网络-信息量耦合模型（RBFNN-I）进行滑坡灾害易发性评价,利用合理性检验和ROC曲线对模型的评价结果进行精度检验。结果表明:（1）RBFNN-I模型的AUC值为0.853,相比单一的RBFNN和I模型分别提高了6.3%和9.7%,说明RBFNN-I模型具有更好的评价精度;（2）岷县滑坡灾害的极高易发区和高易发区主要分布在临潭—宕昌断裂带、洮河及其支流、闾井河和蒲麻河两侧河谷地带,距断层距离、降雨量、距道路距离和NDVI是影响岷县滑坡灾害分布的主控因子。 相似文献
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考虑岩体裂隙渗流变水温影响,推导单裂隙变水温水流近似解析解和有限元解,在此基础上分别建立裂隙二维网络变水温渗流数值求解方程,分别对应裂隙网络变水温渗流分析的近似解析法和子结构法。分析变温水流运动规律发现：（1）单裂隙内水流水头与水力坡降成非线性关系,当水流由高温区向低温区流动时,水头分布曲线为凸曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏小;当由低温区向高温区流动时,水头分布曲线为凹曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏大。（2）单裂隙内,高水温处水力坡降小,低水温处水力坡降大;裂隙平均水温越高,流速越快;裂隙网络内存在与裂隙宽度相似的温度偏流效应,即交叉节点水流有偏向水流温度高的裂隙流动的趋势。在温度较高和温度梯度较大的区域,应该考虑水流温度变化对渗流场的影响。 相似文献
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考虑渗流的主要影响因子,运用遗传神经网络建立了大坝渗流实时预报模型。该模型具有再学习能力,在应用过程中,可以用新的观测资料对模型不断地进行学习训练,且随着样本的积累,模型预报精度不断提高,预报速度很快,因而完全满足实时预报的需要。利用该模型对丰满大坝横向扬压力进行了建模预报,预报值与实测值基本吻合,预测精度高,证明该方法用于大坝渗流实时预报的有效性和实用性。 相似文献
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The use of microfine cements in permeation grouting has been growing as a strategy in geotechnical engineering because it usually provides improved groutability (N). One of the major challenges of using microfine cement grouts is the ability to estimate the N within a reasonable level of error. The suitability of traditional groutability prediction formulas, which are mostly based on the grain-size of the soil and the grout, is questionable for semi-nanometer scale grout. This study first investigated the accuracy of the current formulas; we found that the accuracy ranges from 45% to 68%, a level that is not adequate for practical engineering. An alternative approach, based on a Radial Basis Function Neural Network (RBFNN), was developed. RBFNN provides a prediction with a 95.8% accuracy within a short time frame. Several parameters were considered in our proposed network; besides the grain-size of the soil (D10/D15), other important parameters included the void ratio (e), the fines content (FC), the uniformity coefficient (Cu), the coefficient of gradation (Cz) and the water-to-cement ratio (w/c). A total of 240 in situ data samples were collected to support the training and testing of the network. After finding a good correlation between the field observation and the RBFNN output, it was concluded that RBFNN is a suitable and reliable tool to predict the outcome of permeation grouting when microfine cement grout is used. 相似文献
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作用在裂隙中的渗透力分析 总被引：14，自引：2，他引：14
裂隙岩体中流体对岩体的作用力, 是研究岩体稳定性的重要问题。本文认为流体作用于裂隙壁面上的力包括两部分, 即垂直于裂隙壁面的流体静水压力 (导致裂隙垂向变形)和平行于裂隙壁面的拖曳力 (导致裂隙切向变形), 此拖曳力为面力。文中以单裂隙水流的立方定律为基础, 运用流体力学的动量方程, 推导出了单一平直光滑无充填裂隙、有充填的裂隙及水流和充填物一起运动情况下, 裂隙壁面承受的切向拖曳力公式。该公式对于分析流体对裂隙岩体变形性能及强度的影响具有重要价值。 相似文献
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裂隙渗流会引起裂隙周围岩体中的温度场变化,在低温岩体中其影响更为明显;此外,裂隙水与周围低温岩石介质发生热交换会引起裂隙中的水冰相变过程发生,而裂隙水冻结将阻碍裂隙渗流,引起裂隙渗流场的变化。因此,低温下的裂隙岩体水-热相互作用是一个强耦合过程。考虑裂隙中的水冰相变过程和渗流作用,建立了低温冻结条件下裂隙岩体水-热耦合模型;以冻结法施工为例,考察了低温冻结过程中裂隙水渗流对裂隙冻结交圈的影响。研究结果表明：由于裂隙渗流的存在,距裂隙较远处岩石先冻结,裂隙冻结所需时间远大于周围岩石;裂隙宽度和裂隙水压力差都会影响冻结交圈时间,裂隙越宽、水压力差越大,裂隙冻结需要时间越长;随着冻结时间的推进,裂隙水渗流速度逐渐降低,当裂隙冻结后裂隙渗流停止。最后通过构建随机裂隙网络模型,利用所建立的水-热耦合模型考察了裂隙网络渗流对冻结交圈的影响,说明了在冻结法施工中考虑裂隙的重要性。 相似文献