【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖體隨機裂隙網絡生成，具體涉及一種巖體隨機裂隙網絡生成方法、系統、設備及介質。
技術介紹
1、天然狀態下裂隙巖體常分布有不同尺度的裂隙網絡，不同于完整巖石。巖質邊坡和地下洞室圍巖的穩定性常受到裂隙網絡的影響，在邊坡或地下洞室開挖過程中，主控連通裂隙網絡切割出來的獨立巖塊常因位置隨機，給穩定性分析及設計帶來很大不便，常需要在工程勘測與設計階段查清裂隙分布，開展主控連通網絡中隨機巖塊的位移預測，因此基于勘測結果的巖體隨機裂隙網絡生成及其主控連通面的搜索具有較好的實踐價值。
2、裂隙網絡數值模擬建立在野外勘測和概率分布模型的基礎上，同時還可以充分考慮巖體內大量分布的微裂隙，具有較高的理論與實踐價值，所以受到研究人員的普遍關注，提出了多種模擬算法。目前裂隙網絡數值模擬主要有蒙特卡洛(monte-carlo)法、圖論法和圖像分析法等，monte-carlo法可以反映裂隙不同幾何參數的分布規律，而且程序容易實現，所以獲得了眾多學者的關注，是現階段應用較為普遍的一種算法。現有技術對于隨機裂隙網絡參數的獲取少有分析，而裂隙網絡的節點、長度、連通性等對巖體應力及滲流計算有重要影響。部分研究采用數學矩陣的方法，分別建立銜接矩陣與回路矩陣，前者描述裂隙節點與裂隙線單元之間的銜接關系以及裂隙方向，后者描述裂隙網絡中的基本回路，每一個基本回路對應一個多邊形巖塊。但是，計算過程中需要人為設定各特性方向，且該方法會導致節點或裂隙線單元重復計算，不僅增加了模型數值計算實現的復雜性，也使計算成本增大。
3、總之，現有技術對于
技術實現思路
1、針對現有技術中難以獲取各裂隙交點信息，無法篩選出特殊裂隙的問題，本專利技術提出一種巖體隨機裂隙網絡生成方法、系統、設備及介質，通過生成巖體隨機裂隙網絡以及主控連通網絡的搜索方法，從而解決了現有技術存在的問題。
2、一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，包括以下步驟：
3、獲取待測區域巖體的實測數據，根據巖體的實測數據確定裂隙網絡幾何參數的概率分布模型、巖石裂隙的組數及其每組裂隙的產狀、跡長和隙寬；
4、將每組裂隙產狀、跡長和隙寬的均值與標準差輸入概率分布模型中，獲取每組標準均勻分布的偽隨機數，并通過對偽隨機數進行特定變換生成初始隨機裂隙網絡；
5、判斷初始隨機裂隙網絡中各裂隙線段所有的交點；具體包括：將初始隨機裂隙網絡各裂隙線段的端點信息輸入平面掃描算法中按坐標大小排序，建立與掃描線相交的節點順序序列和裂隙線段排序數列；判斷各裂隙線段節點順序序列數是否為空，若為空則輸出節點信息和裂隙線段號，若不為空則取出其中最小節點，根據最小節點分為裂隙線段左端點、右端點和交點，分別對裂隙線段排序數列進行添加、刪除或位置交換操作后再次按坐標大小將裂隙線段端點排序，更新裂隙線段節點順序序列，得到初始隨機裂隙網絡所有的交點；
6、依據初始隨機裂隙網絡所有的交點，將初始隨機裂隙網絡中的孤立單裂隙和其上僅有一個交點的裂隙以及孤立的封閉環路裂隙去除，生成二維隨機裂隙網絡。
7、進一步地，所述裂隙網絡幾何參數概率分布模型包括：均勻分布、負指數分布、正態分布或對數正態分布模型。
8、進一步地，采用monte-carlo抽樣方法獲取每組標準均勻分布的偽隨機數，具體包括以下步驟：
9、通過線性同余法獲得一組偽隨機數列，其獲取過程表示為：
10、xi+1＝(axi+c)mod(m)
11、
12、其中，εi為偽隨機數；xi為偽隨機變量；m為模數，即生產數列的最大周期；a為乘數，且0＜a＜m；c為增量，且0≤c＜m，mod為求余函數；當m為2k時，參數a與c表示為：參數k反映隨機數發生器周期長短；
13、根據偽隨機數序列得到一個分布函數f(εi)，則得到該分布函數的反函數f-1(εi)，i為隨機數序列號，令：
14、ri＝f-1(εi)
15、得到在[0,1]區間符合均勻隨機數的樣本r；
16、通過對樣本r進行相應的變換，使得樣本應用于任意區間的不同分布函數，分別得到[s,t]區間上符合均勻分布、負指數分布、正態分布或對數正態分布的隨機數x；其中樣本變換表達式為：
17、x＝s+(t-s)r
18、x＝-ln(1-r)/m
19、其中，m為概率參數，指單位時間內事件發生的次數；
20、由中心極限定理，n個獨立同分布的隨機變量，且服從[0,1]均勻分布，為其均值，s為其標準差，則得到漸進服從正態分布的x為：
21、
22、根據漸進服從正態分布的x獲得對數正態分布的隨機數、均值與標準差，分別表示為：
23、
24、其中，x'為服從對數正態分布的隨機數，和s'分別為其均值與標準差。
25、進一步地，所述初始隨機裂隙網絡各裂隙線段的端點信息包括隨機裂隙網絡的傾角、跡長和坐標。
26、進一步地，采用塊體單元搜索方法尋找孤立單裂隙和其上僅有一個交點的裂隙，具體包括以下步驟：
27、根據輸出的節點信息及裂隙線段號分別建立數列q、數列p和數列r；所述數列q用于每條裂隙線上交點順序的存儲；所述數列p用于存儲每條裂隙線段號和該裂隙上節點的數量；所述數列r用于保存所有節點的坐標；
28、逐次找出數列p中出現節點數等于1的裂隙線段號；其中每產生一次該事件就會觸發數列q，提取出該數列中相應裂隙存儲的節點信息，然后刪除該節點信息；在數列r中找到對應節點信息的坐標并清除；如果p中所有裂隙上節點數均大于1或等于0，那么搜索結束，輸出裂隙線段號、對應節點順序和坐標；如果p中存在裂隙線段不大于1或等于0，那么返回搜索初始位置循環搜索，進而尋找得到孤立單裂隙和其上僅有一個交點的裂隙。
29、進一步地，利用關聯單元搜索方法搜尋孤立的封閉環路裂隙，包括以下步驟：
30、讀取邊界信息與裂隙網絡的節點信息；其中，邊界選取裂隙網絡最左或最右端的裂隙；
31、標記與邊界相交的線段為關聯線段，存入數列m；
32、篩查關聯線段的相交線段簇，去除其中已標記的線段及重復線段；
33、統計相交線段簇中存儲的相交線段數，若線段數不為0，則將該相交線段作為邊界并重新標記關聯線段；若相交線段數為0，則搜索結束，輸出所有標記線段和節點信息，進而得到孤立的封閉環路裂隙。
34、本專利技術還提供一種巖體隨機裂隙網絡生成系統，包括：
35、數據獲取模塊，用于獲取待測區域巖體的實測數據，根據巖體的實測數據確定裂隙網絡幾何參數的概率本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，所述裂隙網絡幾何參數概率分布模型包括：均勻分布、負指數分布、正態分布或對數正態分布模型。
3.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，采用Monte-carlo抽樣方法獲取每組標準均勻分布的偽隨機數，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，所述初始隨機裂隙網絡各裂隙線段的端點信息包括隨機裂隙網絡的傾角、跡長和坐標。
5.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，采用塊體單元搜索方法尋找孤立單裂隙和其上僅有一個交點的裂隙，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，利用關聯單元搜索方法搜尋孤立的封閉環路裂隙，包括以下步驟：
7.一種巖體隨機裂隙網絡生成系統，其特征在于，包括：
8.一種巖體隨機裂隙網絡生成計算機設備，其特征在于，包括：存儲器、處理
9.一種可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，所述程序指令被處理器執行時，用于執行權利要求1-6任一項所述的巖體隨機裂隙網絡生成方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，所述裂隙網絡幾何參數概率分布模型包括：均勻分布、負指數分布、正態分布或對數正態分布模型。
3.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，采用monte-carlo抽樣方法獲取每組標準均勻分布的偽隨機數，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，所述初始隨機裂隙網絡各裂隙線段的端點信息包括隨機裂隙網絡的傾角、跡長和坐標。
5.根據權利要求1所述的一種巖體隨機裂隙網絡生成方法，其特征在于，采用塊體單元搜索方法尋找孤立單裂隙和...
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