【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩体渗透性预测分析，具体涉及一种水电工程岩体渗透性预测分析方法。
技术介绍
1、水电工程勘测设计阶段需要获取大坝址、输水隧洞、厂房部位、调压室、竖井、交通隧道等建筑物部位地质岩体的渗透性性能，从而获取地下岩体透水性，为进行后续防渗、结构稳定性等设计工作提供基础数据。因此，需开展地质勘探试验工作，获得地质岩体的渗透性性能。
2、地质岩体的渗透性能受埋深、岩体裂隙结构等多种因素影响，往往表现出显著的各向异性和空间变异性特征，具有较大的不确定性，使得准确地获取渗透性能参数值存在一定的难度。目前，地质勘测专业一般布置勘探钻孔及压水试验工作，计算统计岩体渗透性建议值。然而，受复杂地质条件以及经费、工期的限制，压水试验所获取的相关数据可能存在分散性和不完整性，尤其深孔压水试验完成工作存在合期履约风险，且当前各类地下岩体渗透性一般只能结合规范建议值、专家经验和部分压水试验值，给出岩体渗透性建议值。因此，目前难以准确完整的获得地质岩体渗透性性能参数。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，可有效解决上述问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，包括以下步骤：
4、步骤s1，初步确定多种与岩体渗透系数k相关的岩体渗透性分析指标；
5、步骤s2，对初步确定的各种岩体渗透性分析指标和岩体渗透系数k进行相关性分析，得到与岩体
6、步骤s3，构建多个训练样本，并对各个训练样本归一化处理，得到归一化后的多个训练样本，形成训练样本集合；
7、训练样本集合中的每个训练样本表示为s＝(x,y)；其中，x为岩体渗透性分析指标向量，x＝(x1,x2,x3,x4)，x1,x2,x3,x4，分别代表岩体埋深rd、岩芯质量指标rqd、岩芯结构面密度特征fsd和岩体完整性指标rid的样本值；y表示岩体渗透系数k的对应值；
8、步骤s4，采用所述训练样本集合，对预先构建的渗透性预测分析模型进行训练，得到训练完成的渗透性预测分析模型；
9、步骤s5，对于当前需要进行渗透性预测分析的岩体，获取其需要插值计算的岩体埋深rd、岩芯质量指标rqd、岩芯结构面密度特征fsd和岩体完整性指标rid的实测值，输入所述训练完成的渗透性预测分析模型，所述训练完成的渗透性预测分析模型输出对应的岩体渗透系数k的预测值。
10、优选的，步骤s2中，对初步确定的各种岩体渗透性分析指标和岩体渗透系数k进行相关性分析，具体为：
11、步骤s2.1，将任意一个岩体渗透性分析指标表示为c，获取m个岩体渗透性分析指标c的实测值，表示为：c1,c2,…,cm；获取各个岩体渗透性分析指标c的实测值所对应的岩体渗透系数k，依次表示为：k1,k2,…,km；
12、对于岩体渗透性分析指标c的实测值序列c1,c2,…,cm，各个岩体渗透性分析指标c的实测值在该岩体渗透性分析指标c的实测值序列中的降序序号分别表示为：q1,q2,…,qm；
13、对于岩体渗透系数k的序列k1,k2,…,km，各个岩体渗透系数k的值在该岩体渗透系数k的序列k1,k2,…,km中的降序序号分别表示为：p1,p2,…,pm；
14、计算序号q1和序号p1的差值，得到d1；
15、计算序号q2和序号p2的差值，得到d2；
16、依此类推
17、计算序号qm和序号pm的差值，得到dm；
18、步骤s2.2，采用下式，得到岩体渗透性分析指标c和岩体渗透系数k之间的相关性系数rs:
19、
20、其中：k＝1,2,…,m；
21、步骤s2.3，判断相关性系数rs是否大于阈值ε；如果大于，则选择该岩体渗透性分析指标c。
22、优选的，步骤s2中，岩芯结构面密度特征fsd的获取方法为：
23、步骤s2-1，钻孔进尺深度为l；将岩芯结构面倾角趋势密度按倾角度数区间划分为三段倾角区段，分别为：(0，30]、(30，60]、(60，90]；
24、步骤s2-2，统计各倾角区段内的结构面的数量，分别为：n0～30、n30～60和n60～90；
25、步骤s2-3，根据当前分析的岩体岩性因素，分别设定各倾角区段对应的权重，分别为：w1、w2和w3；
26、步骤s2-4，采用下式，得到岩芯结构面密度特征fsd：
27、
28、由此获得岩芯结构面密度特征fsd的值。
29、优选的，对于变质岩，其权重分别为：w1＝0.1，w2＝0.3，w3＝0.6。
30、优选的，步骤s4具体为：
31、步骤s4.1，构建的渗透性预测分析模型为delm渗透性预测分析模型，包括1个输入层、n层前后级联的隐含层和1个输出层；其中，输入层具有4个神经元，每层的隐含层具有4个神经元，输出层具有4个神经元；
32、步骤s4.2，通过正交矩阵随机产生得到输入层的每个神经元的权重；
33、步骤s4.3，对于任意一个训练样本s＝(x,y)，x＝(x1,x2,x3,x4)，y表示岩体渗透系数k的对应值，首先将x1,x2,x3,x4分别输入到输入层的4个神经元，输入层的各个神经元通过权重计算，分别输出x11,x21,x31,x41，形成矩阵x1＝(x11,x21,x31,x41)；
34、步骤s4.4，将矩阵x1＝(x11,x21,x31,x41)输入到第1层的隐含层，并设定第1层的隐含层的输出矩阵x2＝(x12,x22,x32,x42)与输入矩阵x1相等，因此，通过下式，得到第2层的隐含层的权重向量β2：
35、
36、β2β2t＝i
37、其中：c为正则化参数；i为单位矩阵；
38、步骤s4.5，将矩阵x2＝(x12,x22,x32,x42)输入到第2层的隐含层，采用下式，得到第2层的隐含层的输出矩阵x3：
39、
40、β2β2t＝i
41、同时，确定第3层的隐含层的权重向量β3：
42、β3＝x3y
43、步骤s4.6，将矩阵x3和权重向量β3输入到第3层的隐含层，采用与步骤s4.5相同的方式，得到第3层的隐含层的输出矩阵x4以及第4层的隐含层的权重向量β4；依此类推，直到第n层隐含层输出矩阵xn+1和权重向量βn+1；
44、步骤s4.7，将矩阵xn+1和权重向量βn+1输入到输出层，输出层输出最后的输出向量y′；
45、步骤s4.8，通过比较输出向量y′和岩体渗透系数k的标志值，即y；如果二者小于阈值，则此本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，步骤S2中，对初步确定的各种岩体渗透性分析指标和岩体渗透系数K进行相关性分析，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，步骤S2中，岩芯结构面密度特征FSD的获取方法为：
4.根据权利要求3所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，对于变质岩，其权重分别为：W1＝0.1，W2＝0.3，W3＝0.6。
5.根据权利要求1所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，步骤S4具体为：
【技术特征摘要】
1.一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特征在于，步骤s2中，对初步确定的各种岩体渗透性分析指标和岩体渗透系数k进行相关性分析，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种水电工程岩体渗透性预测分析方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王迎东，李院忠，张旭柱，陈丹，王庆恩，杨威，肖海波，邢辰，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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