坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质，涉及坝体模拟技术领域，该方法包括：获取预先创建的坝体有限元模型；通过正交试验确定渗透系数样本，并基于渗透系数样本和坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量；将渗透系数样本、测点水头和渗透量输入至初始的神经网络模型，确定渗透系数反演模型；基于实测测点水头、实测渗透量和渗透系数反演模型进行反演分析，确定渗透系数的动态特征。本申请准确地掌握坝体施工运行期间渗透系数的变化情况，为科学地评价坝体稳定性提供参数支持。价坝体稳定性提供参数支持。价坝体稳定性提供参数支持。

【技术实现步骤摘要】
坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及坝体模拟
，尤其是涉及一种坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]渗流分析是大坝设计与运维过程中极其重要的工作，直接影响到工程的费用与运维过程中的稳定性。而渗透系数是大坝渗流分析中关键参数，对于渗流分析具有十分重要的意义，如渗流量、浸润线及大坝稳定性的计算结果都与渗透系数有关。目前，常用的渗透系数确定方法有压水试验和反演分析方法，其中，压水试验受工程条件和费用的限制，获取的渗透系数存在较大的随机性；受外界条件影响，坝体渗透系数具有时空演化的特点。因此，亟需建立一种坝体渗透系数动态反演方法，准确地掌握坝体施工运行期间渗透系数的变化情况，为坝体渗流分析提供参数支持。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质，准确地掌握坝体施工运行期间渗透系数的变化情况，为科学地评价坝体稳定性提供参数支持。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种坝体渗透系数的反演方法，方法包括：获取预先创建的坝体有限元模型；通过正交试验确定渗透系数样本，并基于渗透系数样本和坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量；将渗透系数样本、测点水头和渗透量输入至初始的神经网络模型，确定渗透系数反演模型；基于实测测点水头、实测渗透量和所述渗透系数反演模型进行反演分析，确定渗透系数的动态特征。
[0005]在可选的实施方式中，方法还包括：基于坝体断面参数建立初始有限元模型，并创建边界条件；其中，边界条件至少包括水头边界、不透水边界、渗流边界和模型约束；基于边界条件对初始有限元模型进行模型边界限制，并将初始有限元模型按照上下游方向的指定距离确定为目标对象；对目标对象进行坝体地层网格划分处理，并对坝体主体区域进行网格加密处理，确定预先构建的坝体有限元模型。
[0006]在可选的实施方式中，方法还包括：基于渗流控制方程确定渗透系数样本；其中，渗流控制方程为：其中，k表示渗透系数，H为总水头；S
w
为饱和度，n为孔隙率；
[0007]基于坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量，包括：将渗透系数样本，包括：
[0008]将渗透系数样本输入至坝体有限元模型，确定坝体各监测点的测点水头和渗透量。
[0009]在可选的实施方式中，方法还包括：在渗透系数样本的搜索区间内，确定渗透系数
集合，以使目标函数趋于最优，并将目标函数超过预设阈值时对应的渗透系数与测点水头和渗透量的非线性关系确定为最优渗透系数反演模型；目标函数表示为：其中，分别为测点水头向量和渗流量向量的2
‑
范数；H
i
、Q
j
分别为测点水头和渗流量的监测值。
[0010]在可选的实施方式中，在将渗透系数样本、测点水头和渗透量输入至初始的神经网络模型之前，方法还包括：根据试验因素和水平数，确定正交实验表L
N
(q
s
)；其中，N表示正交表的行数，用于表征确定的具有代表性的试验点的个数；q为各因素的水平数；S为正交实验表的列数，用于表征最多能确定的因素的个数；将所述正交实验表输入至有限元模型中进行正演分析，提取每组试验点相应的测点水头、渗流量和渗透系数，确定渗透系数样本。
[0011]在可选的实施方式中，基于实测测点水头、实测渗透量和渗透系数反演模型进行反演分析，确定渗透系数的动态特征，包括：将实测测点水头和实测渗透量输入至渗透系数反演模型，确定当前渗透系数；确定预设周期内的每个时刻对应的当前渗透系数，并基于预设周期内的每个时刻对应的当前渗透系数确定预设周期内的渗透系数的动态特征。
[0012]在可选的实施方式中，方法还包括：对渗透系数样本进行折减操作，以模拟坝体渗透系数的劣化过程。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种坝体渗透系数的反演装置，装置包括：模型获取模块，用于获取预先创建的坝体有限元模型；样本确定模块，用于通过正交试验确定渗透系数样本，并渗透系数样本和坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量；反演模型确定模块，用于将渗透系数样本、测点水头和渗透量输入至初始的神经网络模型，确定渗透系数反演模型；反演模块，用于基于实测测点水头、实测渗透量和所述渗透系数反演模型进行反演分析，确定坝体渗透系数的动态特征。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现前述实施方式任一项的坝体渗透系数的反演方法。
[0015]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的坝体渗透系数的反演方法。
[0016]本申请提供的坝体渗透系数的反演方法、装置、电子设备和存储介质，该方法首先获取预先创建的坝体有限元模型，然后通过正交试验确定渗透系数样本，并基于渗透系数样本和坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量。将渗透系数样本、测点水头和渗透量输入至初始的神经网络模型，确定渗透系数反演模型，进而基于实测测点水头、实测渗透量和渗透系数反演模型进行反演分析，确定坝体渗透系数的动态特征。该方式基于有限元模型和神经网络模型，建立了一种动态坝体渗透系数反演方法，能够快速、准确地确定坝体的渗透系数及渗透系数的演化规律，提升了对大坝工程设计和施工运维的参考意义。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请实施例提供的一种坝体渗透系数的反演方法的流程图；
[0019]图2为本申请实施例提供的一种工程实例中典型断面示意图；
[0020]图3为本申请实施例提供的一种具体的坝体渗透系数的反演方法的流程图；
[0021]图4为本申请实施例提供的一种坝体渗透系数的反演装置的结构图；
[0022]图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结果图。
具体实施方式
[0023]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0024]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坝体渗透系数的反演方法，其特征在于，所述方法包括：获取预先创建的坝体有限元模型；通过正交试验确定渗透系数样本，并基于渗透系数样本和所述坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量；将所述渗透系数样本、测点水头和所述渗透量输入至初始的神经网络模型，确定渗透系数反演模型；基于实测测点水头、实测渗透量和所述渗透系数反演模型进行反演分析，确定坝体渗透系数的动态特征。2.根据权利要求1所述的坝体渗透系数的反演方法，其特征在于，所述方法还包括：基于坝体断面参数建立初始有限元模型，并创建边界条件；其中，所述边界条件至少包括水头边界、不透水边界、渗流边界和模型约束；基于所述边界条件对所述初始有限元模型进行模型边界限制，并将所述初始有限元模型按照上下游方向的指定距离确定为目标对象；对所述目标对象进行坝体地层网格划分处理，并对坝体主体区域进行网格加密处理，确定预先构建的坝体有限元模型。3.根据权利要求1所述的坝体渗透系数的反演方法，其特征在于，所述方法还包括：基于渗流控制方程确定渗透系数样本；其中，所述渗流控制方程为：其中，k表示渗透系数，H为总水头；S
w
为饱和度，n为孔隙率；基于渗透系数样本和所述坝体有限元模型确定坝体各监测点的测点水头和渗透量，包括：将所述渗透系数样本输入至所述坝体有限元模型，确定坝体各监测点的测点水头和渗透量。4.根据权利要求3所述的坝体渗透系数的反演方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述渗透系数样本的搜索区间内，确定渗透系数集合，以使目标函数趋于最优，并将所述目标函数超过预设阈值时对应的渗透系数与测点水头和渗透量的非线性关系确定为所述渗透系数反演模型；所述目标函数表示为：其中，分别为测点水头向量和渗流量向量的2
‑
范数；H
i
、Q
j
分别为测点水头和渗流量的监测值。5.根据权利要求1所述的坝体渗透系数的反演方法，其特征在于，在将所述渗透系数样本、测点水头和所述渗透量输入至初始的神经网络模型之前，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌小康，詹杰，闫世建，伍秀云，徐位办，
申请(专利权)人：中水珠江规划勘测设计有限公司，
类型：发明
国别省市：