[發(fā)明專利]序貫高斯模擬巖土參數(shù)空間變異結(jié)構(gòu)的有限元分析方法

在審

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• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107862146A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張抒;唐輝明;劉曉;夏侯云山;譚欽文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 龔春來

1.序貫高斯模擬巖土參數(shù)空間變異結(jié)構(gòu)的有限元分析方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)確定有限元分析計算模型：根據(jù)選定的算例或具體斜坡工程實例，建立有限元分析計算模型，設(shè)定算例模型的初始條件和邊界條件，對所述模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，并對巖土材料確定性參數(shù)進(jìn)行賦值；

(2)采集所述算例或具體斜坡工程實例的考慮參數(shù)的相關(guān)條件數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計特征，并預(yù)設(shè)巖土空間變異結(jié)構(gòu)參數(shù)；

(3)條件隨機(jī)場模擬：載入與步驟(1)中相同尺寸的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，依據(jù)采集的條件數(shù)據(jù)、預(yù)設(shè)的巖土空間變異結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行序貫高斯條件隨機(jī)場模擬，得到條件隨機(jī)場實現(xiàn)；

(4)條件隨機(jī)場賦值：將不在所述有限元分析計算模型輪廓內(nèi)的隨機(jī)場實現(xiàn)的網(wǎng)格單元去除，留下所述有限元分析計算模型輪廓內(nèi)的隨機(jī)場實現(xiàn)的網(wǎng)格單元，將隨機(jī)場實現(xiàn)的網(wǎng)格單元與有限元結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格單元進(jìn)行一一對應(yīng)，對有限元網(wǎng)格單元的條件隨機(jī)場逐一賦值；

(5)有限元確定性分析：對賦值后的計算模型進(jìn)行有限元確定性分析，依據(jù)預(yù)設(shè)的巖土空間變異結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行多次滲流及穩(wěn)定性計算，保存相應(yīng)的計算結(jié)果；

(6)提取結(jié)果并統(tǒng)計分析：對所述計算結(jié)果中的特征參量、滑動面坐標(biāo)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，或在多次分析結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行滑坡的可靠性分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的序貫高斯模擬巖土參數(shù)空間變異結(jié)構(gòu)的有限元分析方法，步驟(1)中，所述網(wǎng)格為便于進(jìn)行隨機(jī)場模擬及賦值的正交柵格。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的序貫高斯模擬巖土參數(shù)空間變異結(jié)構(gòu)的有限元分析方法，步驟(3)中，條件隨機(jī)場的實現(xiàn)包括以下步驟：

(1)對需要進(jìn)行變換的已知數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)變換以符合序貫高斯模擬的正態(tài)分布，載入結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；

(2)創(chuàng)建隨機(jī)模擬訪問路徑，序貫地處理路徑上的每個網(wǎng)格結(jié)點，每個網(wǎng)格結(jié)點處隨機(jī)變量是服從條件化的正態(tài)分布，構(gòu)建克里格系統(tǒng)方程組作克里格估計，采用相應(yīng)的抽樣方法得到該結(jié)點處的一個樣本作為該網(wǎng)格結(jié)點的模擬數(shù)據(jù)；

(3)訪問下一個未知結(jié)點，將上述步驟的模擬數(shù)據(jù)作為已知數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，直至模擬完成得到模擬結(jié)點數(shù)據(jù)；

(4)對所述模擬結(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)反變換，即為條件模擬隨機(jī)場的一次實現(xiàn)；

(5)將上述步驟進(jìn)行N次重復(fù)，獲得條件隨機(jī)場的N次實現(xiàn)。