[发明专利]基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法

权利要求书

1.基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立防渗影响模拟模型，根据工况确定所述防渗影响模拟模型对应的输入参数；所述输入参数包括最大桩位偏差角度、渗透系数信息和几何尺寸信息；

步骤2、采用蒙特卡洛方法对通过模拟区域的渗流量进行模拟；

步骤3、将模拟采集到的渗流量作为评价指标，分析桩位偏差对防渗效果的影响。

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，所述渗透系数信息包括桩的渗流系数、模拟区域中土地的渗流系数；

所述几何尺寸信息包括桩的数量、桩的尺寸信息；所述桩的尺寸信息包括桩的直径、桩的长度、桩之间的交叠长度。

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，所述步骤1中，所述防渗影响模拟模型利用随机算法随机生成每个桩对应的桩位偏差量；

每个桩对应的桩位偏差量均小于等于最大桩位偏差值，所述最大桩位偏差值满足以下公式：

d_max＝β×H_e

式中，d_max表示最大桩位偏差值，β表示最大桩位偏差角度，H_e表示桩的长度。

4.根据权利要求3所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，在所述防渗影响模拟模型中，桩的顶部设定为不存在偏差，桩的底部的中心位置设定为在直径为第一直径的圆内随机分布，所述第一直径采用所述最大桩位偏差值。

5.根据权利要求4所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，桩的底部中心的坐标(d_x,d_y)表示为：

d_x＝d×cosθ

d_y＝d×sinθ

式中，d_max表示最大桩位偏差值；rand表示随机数，rand在[0,1]上服从均匀分布；d表示桩位偏差值，满足d≤d_max；θ表示随机生成的极坐标下的方位角，θ在[0,2π)上服从均匀分布；

桩的底部轮廓线(x_z,y_z)表示为：

x_z＝x₀+d_x×cosα

y_z＝y₀+d_y×sinα

式中，x₀、y₀表示设计工况下的桩轴心处的横、纵坐标值，α表示极坐标下的方位角，α∈[0,2π)。

6.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，所述步骤2中，所述对通过模拟区域的渗流量进行模拟包括以下子步骤：

针对所述防渗影响模拟模型进行有限元网格划分；

基于达西定律，对模拟区域施加边界条件；

在给定的边界条件下，对所述防渗影响模拟模型进行有限元求解计算，获得通过模拟区域的渗流量。

7.根据权利要求6所述的基于蒙特卡洛的桩位偏差不确定性对防渗影响的分析方法，其特征在于，所述边界条件为：在模拟区域的前表面、后表面施加水头差，将模拟区域的其他表面设定为不透水边界；

所述通过模拟区域的渗流量表示为：

ΔQ/Δt＝vA＝kiA

式中，ΔQ/Δt表示单位时间内通过的渗流量，k表示渗透系数，A表示与水流方向正交的截面面积，i表示水力梯度。