[发明专利]堆石坝室内力学参数和碾压施工参数相互优选的方法

权利要求书

1.一种适用于堆石坝坝料室内力学参数和碾压施工参数相互优选的方法，其特征在于：该方法包括

建立基于堆石体坝料室内物理力学参数优选碾压施工参数分析模型，通过所述分析模型对现场碾压施工参数进行优选，获得最优的现场碾压施工参数

以及

建立基于堆石体坝料碾压施工参数优选室内物理力学参数分析模型，通过所述分析模型对室内试验力学参数进行预测，获得对应于现场碾压试验下的堆石料物理力学参数；

所述方法的步骤为：

步骤1：对堆石体坝料现场大型碾压试验进行分析，建立碾压试验分析模型；

步骤2：对堆石体坝料室内物理力学参数试验进行分析，建立室内试验分析模型；

步骤3：对堆石料室内试验与碾压试验之间参数进行分析，建立两试验间关系模型；

步骤4：采用BP神经网络，将室内试验模型的输出参数作为两试验间关系模型的输入参数，同时将两试验间关系模型的输出参数作为现场碾压试验分析模型的输入参数，通过模型之间输出、输入参数的共同参数作为基础参数，进而将步骤1-3的三个模型衔接起来，建立基于堆石体坝料室内力学参数优选碾压施工参数的分析模型；

以及，

采用BP神经网络，将现场碾压试验分析模型的输出参数作为两试验间关系模型的输入参数，同时将两试验间关系模型的输出参数作为室内试验模型的输入参数，通过模型之间输出、输入参数的共同参数作为基础参数，进而将步骤1-3的三个模型衔接起来，建立基于堆石体坝料碾压施工参数优选室内物理力学参数分析模型；

通过上述两模型实现堆石坝坝料室内力学参数和碾压施工参数相互优选；

步骤2中，建立室内试验分析模型的方法为：采用BP神经网络模型作为基础模型建立室内试验分析模型，其中输入向量为采用邓肯E-B模型作为坝体本构模型的计算参数，所述计算参数为c、φ₀、△φ、K、K_ur、n、R_f、K_b、m，其中各参数含义：c为凝聚力、φ₀为围压为一个大气压时的内摩擦角、△φ为随压力变化的内摩擦角、K为切线模量系数、K_ur为卸荷再加荷时的弹性模量系数、n为切线模量指数、R_f为破坏比、K_b为体积模量系数、m为体积模量指数；输出向量为室内试验堆石料加载参数，所述加载参数为干密度、孔隙率、围压、坝料岩性及级配；

步骤4中，建立基于堆石体坝料室内物理力学参数优选碾压施工参数分析模型，通过所述分析模型对现场碾压施工参数进行优选，获得最优的现场碾压施工参数的步骤为：

步骤4-1：搜集不同堆石坝工程碾压试验与室内试验数据：

针对碾压试验主要搜集以下数据：

碾压参数，所述碾压参数为碾压机具、振动频率、碾压吨位、行进速度、铺料厚度、洒水量、碾压遍数及碾压后坝料沉降；

碾压质量参数，所述碾压质量参数为坝料级配、干密度、孔隙率、渗透系数；室内试验主要搜集室内试验加载控制参数，所述加载控制参数为干密度、孔隙率、围压、坝料岩性及级配；

与室内试验对应的坝体变形计算本构模型的计算参数，采用邓肯E-B模型作为与室内试验对应的坝体变形本构模型，需要搜集邓肯E-B模型的计算参数，即c、φ₀、△φ、K、K_ur、n、R_f、K_b、m；

步骤4-2：建立步骤1、步骤2和步骤3中的分析子模型：

根据步骤1～步骤3中建立的碾压试验分析模型、室内试验分析模型、两试验间关系模型，对步骤4-1中搜集到的数据进行整理归类，其中，选择不同工程的碾压参数和碾压质量参数资料建立碾压试验分析模型的分析样本，选择不同工程的室内试验堆石料加载参数和邓肯E-B计算参数资料建立室内试验分析模型的分析样本，选择不同工程的碾压质量参数与室内试验堆石料加载参数资料建立两试验间关系模型的分析样本；

步骤4-3：基于待分析堆石坝工程堆石料室内试验资料确定基于堆石体坝料室内物理力学参数优选碾压施工参数分析模型检验样本：

针对待分析堆石坝工程的坝料的室内试验资料进行分析，确定邓肯E-B模型的计算参数，并对其参数的敏感性进行分析，然后依据室内试验分析样本，选择敏感性高的邓肯E-B参数作为检验样本；

步骤4-4：各个分析模型的训练样本的确定：

由步骤4-1搜集的室内试验和碾压试验的资料，以及结合步骤4-3确定的检验样本，依次综合确定室内试验分析模型的训练样本、两试验间关系模型的训练样本、碾压试验分析模型的训练样本；

步骤4-5：对各个分析模型进行训练学习：

根据步骤4-4选定的训练样本依次对室内试验分析模型、两试验间关系模型、碾压试验分析模型进行训练，调节各个模型的相关参数，使其非线性映射结构及学习效果达到最优；

步骤4-6：优选待分析堆石坝工程的碾压施工参数：

向学习及优化后的基于堆石体坝料室内物理力学参数优选碾压施工参数分析模型输入步骤4-3得到的待分析堆石坝工程的检验样本，对现场碾压施工参数进行优选，获得最优的现场碾压施工参数。