[發(fā)明專利]三特征點實時預測巖土災害體破壞時間的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011147272.6
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112347620B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 郝圣旺;王立偉
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01B21/32;G01N29/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種三特征點實時預測巖土災害體破壞時間的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：基于現(xiàn)場監(jiān)測和實驗觀測數(shù)據(jù)，得到監(jiān)測量發(fā)展速率隨時間演化的速率時間曲線；

S2：定義速率時間曲線上三個特征點A、B、C，并設定特征點A、B、C之間的速率關系為：

v_B、v_A、v_C分別為速率時間曲線中特征點A、B、C的速率；

S3：在速率時間曲線上任選兩個點作為特征點A、C，根據(jù)特征點A、B、C之間的速率關系，確定特征點B的位置；

S4：根據(jù)特征點A、B、C之間的速率關系和冪律奇異性前兆表達式，確定破壞時間與三個特征點A、B、C時間的關系：

t_f為破壞時間，t_A、t_B、t_C分別為速率時間 曲線中特征點A、B、C所對應的時間；

S5：根據(jù)破壞時間與三個特征點A、B、C時間的關系，確定破壞時間t_f；

S6：重復步驟S3～S5，對破壞時間t_f進行更新和修正，得到最終的破壞時間t_f*。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種三特征點實時預測巖土災害體破壞時間的方法，其特征在于：

在所述步驟S4中，冪律奇異性前兆表達式為：

v＝k(t_f-t)^-β (3)

其中，v為監(jiān)測量的速率，k為參數(shù)，β是冪律奇異性指數(shù)；

將式(3)兩邊取對數(shù)得到：

logv＝logk-βlog(t_f-t) (4)

即特征點A、B、C的速率、時間與破壞時間的關系為：

logv_A＝logk-βlog(t_f-t_A) (5)

logv_B＝logk-βlog(t_f-t_B) (6)

logv_C＝logk-βlog(t_f-t_C) (7)

分別將式(3)減去式(4)，式(4)減去式(5)得到：

根據(jù)式(1)、式(8)和式(9)得到

由式(10)可以得到破壞時間：

上式兩邊同時減去t_A后，可以得到：

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種三特征點實時預測巖土災害體破壞時間的方法，其特征在于：

在所述步驟S3中根據(jù)特征點A、B、C之間的速率關系，利用幾何作圖法Ⅰ確定特征點B的位置；

所述幾何作圖法Ⅰ如下：在速率時間曲線上，任意選取兩個特征點A、C，過點A作t軸的垂線，垂足為點t_A，作v軸的垂線，垂足為v_A；過點C作t軸的垂線，垂足為點t_C，作v軸的垂線，垂足為v_C；

以點t_C為圓心，以線段Ct_c為半徑作圓弧，其與t軸交于點R；

過A點作t軸的平行線，與線段Ct_c相交于M點；

以點t_C為圓心，以線段Mt_C為半徑作圓弧，其與t軸交于點S，線段RS的長度為：

RS＝v_C+v_A (13)

以線段RS為直徑作圓弧與線段Ct_c相交于N點；

得到：

Nt_c²＝St_c×Rt_c (14)

結(jié)合式(1)，得到線段Nt_C＝v_B；

過N點做t軸的的平行線，其與速度曲線的交點即為B點。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種三特征點實時預測巖土災害體破壞時間的方法，其特征在于：在所述步驟S5中根據(jù)破壞時間與三個特征點A、B、C時間的關系，利用幾何作圖法Ⅱ確定破壞時間；

所述幾何作圖法Ⅱ如下：

過B點做t軸的垂線，垂足為t_B；

分別做出線段t_At_B和t_At_C的中點P、Q；

以點t_B為圓心，以t_BP為半徑作圓弧，其與線段Bt_B交于H點，以t_BQ為半徑作圓弧，其與線段Bt_B交于E點；

過H點作t軸的平行線，其與t_AE的延長線交于F點；

過F點做t軸的垂線，由式(2)可知，垂足即為破壞時間t_f。