一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法，包括以下步骤：步骤1：获取基于静力触探原位测试的岩土内静力触探数据集合；步骤2：基于静力触探数据构建岩土体参数的空间分布函数；步骤3：基于多项式混沌展开模拟表示静力触探数据整体变化的趋势项；步骤4：采用随机场来表达静力触探数据局部变化的空间波动项；步骤5：求解步骤3和步骤4得到的表达式，获得岩土体参数的三维空间分布函数模型。通过本发明专利技术所述方法对静力触探数据进行建模，充分考虑了岩土的空间变异性这个性质，即包含空间波动项和趋势项，能够实现岩土体参数的三维精细化建模，利用该模型得到的数据，可用于实现地层分层和岩土工程数值模拟精细化计算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法
本专利技术属于岩土工程领域，特别涉及一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法。
技术介绍
为了更好的进行岩土与地下工程的设计、建造和施工等工作，岩土与地下工程数字化、精细化已经成为了必然趋势。融合各类岩土勘察数据信息，在三维条件下进行建模，是地下工程数字化、信息化重要一步。进行岩土工程地层物理力学参数三维建模是一个复杂且难度大的过程。首先对原始岩土勘察数据进行收集整理，然后对原始数据进行处理，获得能更为精准地反映岩土体属性性质的精细化数据，进一步地，根据《规范》，建立精细化数据和岩土工程地层物理力学参数的关系，从而进行对岩土工程地层物理力学参数三维建模。在工程领域中，为了获得有关于地层土体的物理力学性质与分层状况，通常采用原位测试的方法。静力触探是原位测试中常用的一种方法，具有操作简单方便、结果可靠等优点，广泛适用于软土地区。静力触探原位测试以静压力将圆锥形探头按一定的速率匀速压入土中通过量测其贯入阻力，可以根据其贯入阻力对地层进行分层，获取地层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：利用静力触探探头压入岩土内，获取基于静力触探原位测试的岩土内静力触探数据集合；/n步骤2：基于静力触探数据构建岩土体参数的空间分布函数；/n

【技术特征摘要】
1.一种基于静力触探数据的岩土体参数三维非平稳条件随机场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：利用静力触探探头压入岩土内，获取基于静力触探原位测试的岩土内静力触探数据集合；
步骤2：基于静力触探数据构建岩土体参数的空间分布函数；



其中，x是表示静力触探数据的空间坐标，ft(x)和fr(x)分别表示所建空间分布函数中表示岩土体参数的整体变化的趋势项和表示岩土体参数的局部变化的空间波动项；
步骤3：基于多项式混沌展开模拟表示静力触探数据整体变化的趋势项，求解多项式混沌展开系数，得到基于多项式混沌展开的静力触探数据整体变化的趋势项的表达式；
步骤4：采用随机场来描述表示静力触探数据局部变化的空间波动项，并采用Karhunen-Loeve展开来表达用随机场描述的表示岩土体参数局部变化的空间波动项，利用静力触探数据的实测值构建协方差函数，以构建的协方差函数的特征值、特征函数以及正根，求解得到基于Karhunen-Loeve展开的静力触探数据局部变化的空间波动项的表达式；
步骤5：利用步骤3和步骤4得到的表达式，获得岩土体参数的三维空间分布函数模型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于多项式混沌展开模拟表示岩土体参数的整体变化的趋势项，表达公式如下：



其中，wθ是待求系数，ψθ(x)是多维正交多项式基函数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用勒让德多项式基函数。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用最小二乘法对wθ进行求解；



其中，N表示基函数个数，yi表示第i个静力触探数据样本的实测静力触探数据值。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘秋景，张瑞丰，杨子汉，王树英，刘磊磊，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43