[发明专利]一种岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法

说明书

本发明公开了一种岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法，首先收集L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度实验数据；然后采用基因遗传表达算法实现由数学符号、拟合系数、L型施密特锤回弹值组成的染色体序列杂交、变异，根据每一个染色体基因序列的适应值确定该基因序列是否被淘汰，由此不断迭代出最能表现L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度的经验公式。本发明克服了传统经验公式确定过程中的主观性，其确定的经验公式可适用于确定岩石单轴抗压强度，适用范围广。

技术领域

本发明公开了一种岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法。

背景技术

岩石单轴抗压强度是一种岩石常用参数，但是传统获取岩石单轴抗压强度的方法需要制备完整岩石试样，然后采用试验机对制备好的圆柱形岩石试验进行单轴压缩试验从而计算得到岩石的单轴抗压强度。传统获取岩石单轴抗压强度要求岩石完整度较好，对于脆性岩石、裂隙较为发育，不易制备出完整岩石试样有较大难度，且传统获取岩石单轴抗压强度经济成本较高。为此采用间接方法获取岩石单轴抗压强度成为获取岩石单轴抗压强度的有效方法之一，通过L型施密特锤间接获取岩石单轴抗压强度成为有效的方法，目前已提出根据L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度的经验公式，但这些经验公式均存在一定的主观性，且试验数据量较小，因此获得的经验公式难以全面反应不同岩石L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度之间的关系。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、可观性强的岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法，包括以下步骤：

步骤一：收集L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度实验数据；

步骤二：通过基因遗传表达算法确定L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度经验公式；

采用基因遗传表达算法实现由数学符号、拟合系数、L型施密特锤回弹值组成的染色体序列杂交、变异，根据每一个染色体基因序列的适应值确定该基因序列是否被淘汰，由此不断迭代出最能表现L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度的经验公式。

上述岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法，所述步骤一中，从已有的参考文献中收集相关的L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度的相关数据，为后续经验公式建立提供数据基础。

上述岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法，所述步骤二中，基因遗传表达算法中基因染色体序列包括操作基因和终端基因，终端基因不接任何基因，而操作基因根据具体的操作衔接相应数量的操作基因或终端基因；在确定经验公式过程中，将L型施密特锤回弹值R及拟合系数P₁,P₂,P₃,……,P₁₀视为终端基因，终端基因不能衔接任何操作基因及终端基因；将数学符号+，-，×，/,exp,log,pow作为操作基因，exp表示自然指数函数；log表示自然对数函数；pow表示对数函数；操作基因根据相应的操作数，衔接相应的操作基因或终端基因；根据操作基因所衔接的操作数，基因序列从上到下，从左到右，表示为基因树；根据基因树的表示形式，基因树进一步转换为数学表达式。

上述岩石单轴抗压强度经验公式的确定方法，所述步骤二中，基因序列的适应值的求取过程为：

基因遗传表达算法中基因序列的是由两端组成：前端和尾部，基因序列前端为操作基因或终端基因；而后端只由终端基因组成；前端的基因个数为h，基因个数即为基因长度，而前端所能衔接最多的基因个数为n，此时尾部的基因个数t为h(n-1)+1，因此基因序列总的长度为hn+1；在确定岩石单轴抗压强度的经验公式中基因序列前端基因个数为h，最大的操作数为n，因此基因序列后端的长度为h(n-1)+1；

为了获取岩石单轴抗压强度UCS与L型施密特锤回弹值R的经验公式表达式UCS＝f(R)，同时采用确定系数R²确定L型施密特锤回弹值与岩石单轴抗压强度经验公式拟合程度：