[發(fā)明專利]一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810350855.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108491671A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王濤;周國慶;王狄;張浩;劉翔宇;王明明;邵長志
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：離散二維隨機場

將二維空間區(qū)域里的土性參數(shù)視為二維連續(xù)平穩(wěn)隨機場，采用任意六節(jié)點三角形單元進行隨機場網(wǎng)格離散，對劃分后得到的六節(jié)點三角形隨機場單元進行編號；

步驟2：確定局部平均隨機場協(xié)方差

根據(jù)原二維隨機場的統(tǒng)計特性，通過公式(1)確定離散后任意兩個六節(jié)點三角形局部平均隨機場單元的協(xié)方差：

式中：

其中：(x_i,x_j,x_k)、(x′_i,x′_j,x′_k)分別為單元e、e′對應(yīng)的角點坐標；N_i,N_j為單元e對應(yīng)的型函數(shù)；N′_i,N′_j為單元e′對應(yīng)的型函數(shù)；

步驟3：確定特征向量矩陣P

將獲得的局部平均隨機場協(xié)方差按照單元編號進行矩陣組裝，得到整體隨機場協(xié)方差矩陣A，進一步計算獲得協(xié)方差矩陣A的特征向量矩陣P；

步驟4：構(gòu)造隨機向量一β

對各六節(jié)點三角形隨機單元產(chǎn)生服從N(0,Var(β_i))分布的正態(tài)隨機變量，依隨機場單元編號順序排列，獲得隨機向量一β；

步驟5：確定隨機向量二α

根據(jù)公式：α＝Pβ，計算得到隨機向量二α；

步驟6：生成一組局部平均隨機場樣本

隨機向量二α的每個元素按六節(jié)點三角形隨機場單元編號依次加上對應(yīng)的均值μ_e，獲得各局部平均隨機場的一組樣本；

步驟7：生成多組局部平均隨機場樣本

依據(jù)隨機有限元模擬次數(shù)，重復(fù)步驟4～步驟6，獲得各局部平均隨機場的多組樣本。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法，其特征在于：所述的步驟2中，原二維隨機場的統(tǒng)計特性包括通過同一平面內(nèi)巖土工程地質(zhì)資料統(tǒng)計分析獲得的隨機場的均值μ、標準差σ及標準相關(guān)系數(shù)ρ。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法，其特征在于：所述的步驟2中，公式(1)通過面積坐標變換和積分變換公式得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法，其特征在于：所述的步驟4中，隨機向量一β對應(yīng)的對角方差矩陣為B，滿足關(guān)系P^-1AP＝B。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土性參數(shù)六節(jié)點三角形隨機場單元樣本的生成方法，其特征在于：所述的步驟6中，局部平均隨機場單元的均值μ_e與原隨機場的均值μ相等。