【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于巖體滲透性預測分析，具體涉及一種水電工程巖體滲透性預測分析方法。
技術介紹
1、水電工程勘測設計階段需要獲取大壩址、輸水隧洞、廠房部位、調壓室、豎井、交通隧道等建筑物部位地質巖體的滲透性性能，從而獲取地下巖體透水性，為進行后續防滲、結構穩定性等設計工作提供基礎數據。因此，需開展地質勘探試驗工作，獲得地質巖體的滲透性性能。
2、地質巖體的滲透性能受埋深、巖體裂隙結構等多種因素影響，往往表現出顯著的各向異性和空間變異性特征，具有較大的不確定性，使得準確地獲取滲透性能參數值存在一定的難度。目前，地質勘測專業一般布置勘探鉆孔及壓水試驗工作，計算統計巖體滲透性建議值。然而，受復雜地質條件以及經費、工期的限制，壓水試驗所獲取的相關數據可能存在分散性和不完整性，尤其深孔壓水試驗完成工作存在合期履約風險，且當前各類地下巖體滲透性一般只能結合規范建議值、專家經驗和部分壓水試驗值，給出巖體滲透性建議值。因此，目前難以準確完整的獲得地質巖體滲透性性能參數。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的缺陷，本專利技術提供一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，可有效解決上述問題。
2、本專利技術采用的技術方案如下：
3、本專利技術提供一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，包括以下步驟：
4、步驟s1，初步確定多種與巖體滲透系數k相關的巖體滲透性分析指標；
5、步驟s2，對初步確定的各種巖體滲透性分析指標和巖體滲透系數k進行相關性分析，得到與巖體
6、步驟s3，構建多個訓練樣本，并對各個訓練樣本歸一化處理，得到歸一化后的多個訓練樣本，形成訓練樣本集合；
7、訓練樣本集合中的每個訓練樣本表示為s＝(x,y)；其中，x為巖體滲透性分析指標向量，x＝(x1,x2,x3,x4)，x1,x2,x3,x4，分別代表巖體埋深rd、巖芯質量指標rqd、巖芯結構面密度特征fsd和巖體完整性指標rid的樣本值；y表示巖體滲透系數k的對應值；
8、步驟s4，采用所述訓練樣本集合，對預先構建的滲透性預測分析模型進行訓練，得到訓練完成的滲透性預測分析模型；
9、步驟s5，對于當前需要進行滲透性預測分析的巖體，獲取其需要插值計算的巖體埋深rd、巖芯質量指標rqd、巖芯結構面密度特征fsd和巖體完整性指標rid的實測值，輸入所述訓練完成的滲透性預測分析模型，所述訓練完成的滲透性預測分析模型輸出對應的巖體滲透系數k的預測值。
10、優選的，步驟s2中，對初步確定的各種巖體滲透性分析指標和巖體滲透系數k進行相關性分析，具體為：
11、步驟s2.1，將任意一個巖體滲透性分析指標表示為c，獲取m個巖體滲透性分析指標c的實測值，表示為：c1,c2,…,cm；獲取各個巖體滲透性分析指標c的實測值所對應的巖體滲透系數k，依次表示為：k1,k2,…,km；
12、對于巖體滲透性分析指標c的實測值序列c1,c2,…,cm，各個巖體滲透性分析指標c的實測值在該巖體滲透性分析指標c的實測值序列中的降序序號分別表示為：q1,q2,…,qm；
13、對于巖體滲透系數k的序列k1,k2,…,km，各個巖體滲透系數k的值在該巖體滲透系數k的序列k1,k2,…,km中的降序序號分別表示為：p1,p2,…,pm；
14、計算序號q1和序號p1的差值，得到d1；
15、計算序號q2和序號p2的差值，得到d2；
16、依此類推
17、計算序號qm和序號pm的差值，得到dm；
18、步驟s2.2，采用下式，得到巖體滲透性分析指標c和巖體滲透系數k之間的相關性系數rs:
19、
20、其中：k＝1,2,…,m；
21、步驟s2.3，判斷相關性系數rs是否大于閾值ε；如果大于，則選擇該巖體滲透性分析指標c。
22、優選的，步驟s2中，巖芯結構面密度特征fsd的獲取方法為：
23、步驟s2-1，鉆孔進尺深度為l；將巖芯結構面傾角趨勢密度按傾角度數區間劃分為三段傾角區段，分別為：(0，30]、(30，60]、(60，90]；
24、步驟s2-2，統計各傾角區段內的結構面的數量，分別為：n0～30、n30～60和n60～90；
25、步驟s2-3，根據當前分析的巖體巖性因素，分別設定各傾角區段對應的權重，分別為：w1、w2和w3；
26、步驟s2-4，采用下式，得到巖芯結構面密度特征fsd：
27、
28、由此獲得巖芯結構面密度特征fsd的值。
29、優選的，對于變質巖，其權重分別為：w1＝0.1，w2＝0.3，w3＝0.6。
30、優選的，步驟s4具體為：
31、步驟s4.1，構建的滲透性預測分析模型為delm滲透性預測分析模型，包括1個輸入層、n層前后級聯的隱含層和1個輸出層；其中，輸入層具有4個神經元，每層的隱含層具有4個神經元，輸出層具有4個神經元；
32、步驟s4.2，通過正交矩陣隨機產生得到輸入層的每個神經元的權重；
33、步驟s4.3，對于任意一個訓練樣本s＝(x,y)，x＝(x1,x2,x3,x4)，y表示巖體滲透系數k的對應值，首先將x1,x2,x3,x4分別輸入到輸入層的4個神經元，輸入層的各個神經元通過權重計算，分別輸出x11,x21,x31,x41，形成矩陣x1＝(x11,x21,x31,x41)；
34、步驟s4.4，將矩陣x1＝(x11,x21,x31,x41)輸入到第1層的隱含層，并設定第1層的隱含層的輸出矩陣x2＝(x12,x22,x32,x42)與輸入矩陣x1相等，因此，通過下式，得到第2層的隱含層的權重向量β2：
35、
36、β2β2t＝i
37、其中：c為正則化參數；i為單位矩陣；
38、步驟s4.5，將矩陣x2＝(x12,x22,x32,x42)輸入到第2層的隱含層，采用下式，得到第2層的隱含層的輸出矩陣x3：
39、
40、β2β2t＝i
41、同時，確定第3層的隱含層的權重向量β3：
42、β3＝x3y
43、步驟s4.6，將矩陣x3和權重向量β3輸入到第3層的隱含層，采用與步驟s4.5相同的方式，得到第3層的隱含層的輸出矩陣x4以及第4層的隱含層的權重向量β4；依此類推，直到第n層隱含層輸出矩陣xn+1和權重向量βn+1；
44、步驟s4.7，將矩陣xn+1和權重向量βn+1輸入到輸出層，輸出層輸出最后的輸出向量y′；
45、步驟s4.8，通過比較輸出向量y′和巖體滲透系數k的標志值，即y；如果二者小于閾值，則此本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，步驟S2中，對初步確定的各種巖體滲透性分析指標和巖體滲透系數K進行相關性分析，具體為：
3.根據權利要求1所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，步驟S2中，巖芯結構面密度特征FSD的獲取方法為：
4.根據權利要求3所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，對于變質巖，其權重分別為：W1＝0.1，W2＝0.3，W3＝0.6。
5.根據權利要求1所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，步驟S4具體為：
【技術特征摘要】
1.一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特征在于，步驟s2中，對初步確定的各種巖體滲透性分析指標和巖體滲透系數k進行相關性分析，具體為：
3.根據權利要求1所述的一種水電工程巖體滲透性預測分析方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王迎東，李院忠，張旭柱，陳丹，王慶恩，楊威，肖海波，邢辰，
申請(專利權)人：中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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