本申请公开一种软岩隧道围岩参数联合智能反演方法及装置，其中，方法包括：获取目标软岩隧道掌子面附近的监控量测资料，确定目标软岩隧道的数值模型；利用误差函数编写二阶振荡粒子群算法，赋予隧道围岩初始随机参数，并调用预设软件读取第一文件的txt中更新围岩参数后的命令，对目标软岩隧道进行新的建模与计算，输出围岩各测点位移值至第二文件的txt中；并根据适应度函数在迭代反演过程中对围岩参数进行更新，将第二更新围岩参数的命令输出至第一文件的txt中，替换第一文件的txt中原内容；直至达到预设迭代停止条件，停止计算，得到最终反演结果。本申请实施例可以减少时间成本，提升反演的效率，并且提升操作的便捷性和适用性。适用性。适用性。
【技术实现步骤摘要】
软岩隧道围岩参数联合智能反演方法及装置
[0001]本申请涉及岩石
，特别涉及一种软岩隧道围岩参数联合智能反演方法及装置。
技术介绍
[0002]相关技术中，可以依据现场监测到的位移、应变、应力、荷载等物理信息量，与软岩隧道的物理力学参数的对应关系，反推软岩隧道围岩的物理力学参数，在围岩参数反演分析中，位移反演分析应用最为广泛，目前位移反分析较多地借助于数值模拟构造围岩参数与隧道位移的数据样本代入神经网络来模拟二者的非线性关系。
[0003]然而，相关技术中非线性关系的取得通常需要大量数据样本，增加了时间成本，降低了确定软岩参数的效率，并且降低了操作的便捷性和适用性，无法满足岩土工程的需求，亟待解决。
技术实现思路
[0004]本申请是基于专利技术人对以下问题和认识作出的：
[0005]随着我国工业经济的飞速发展，国家对铁路运输服务的需求量越来越高，大量的深埋长大隧道工程开始兴建，在软岩隧道的建设过程中，隧道围岩易产生大变形等地质灾害，而隧道变形又易受围岩参数影响，鉴于岩土体自身的复杂性，岩土工程的设计与施工经常需要经验上的判断与指导，在实际软岩隧道工程中，岩土体物理力学参数能否合理准确地确定将决定现场施工的经济可靠性，因此，在实际软岩隧道施工过程中，对软岩隧道力学模型、物理力学参数的有效获取，已经成为软岩隧道现场工程中必须考虑到的重点。
[0006]隧道建设之前，通常需要借助于室内试验和现场原位测试来确定软岩力学参数来指导软岩隧道的施工，但是由于隧道现场地质条件的复杂性，测量仪器的准确性，人员操作的可靠性，或者试验花费成本的限制，直接影响到软岩参数结果的准确性。
[0007]围岩参数反演是确定软岩参数的有效方式之一，该方法依据现场监测到的位移、应变、应力、荷载等物理信息量，与软岩隧道的物理力学参数的对应关系，反推软岩隧道围岩的物理力学参数，在围岩参数反演分析中，位移反演分析应用最为广泛，目前位移反分析较多地借助于数值模拟构造围岩参数与隧道位移的数据样本代入神经网络来模拟二者的非线性关系，而这种关系的取得通常需要大量数据样本，耗时较多且模型的普适性无法保障。
[0008]本申请提供一种软岩隧道围岩参数联合智能反演方法及装置，以解决关技术中非线性关系的取得通常需要大量数据样本，增加了时间成本，降低了确定软岩参数的效率，并且降低了操作的便捷性和适用性，无法满足岩土工程的需求等问题。
[0009]本申请第一方面实施例提供一种软岩隧道围岩参数联合智能反演方法，包括以下步骤：采集目标软岩隧道的地勘资料，并确定所述目标软岩隧道的相关数据；获取所述目标软岩隧道掌子面附近的监控量测资料，确定所述目标软岩隧道的数值模型；基于预设改进
的粒子群算法二阶振荡粒子群算法，根据所述监控量测资料与预设软件模拟的隧道位移值构建作为二阶振荡粒子群算法的适应度函数的误差函数；利用所述误差函数，编写二阶振荡粒子群算法，赋予隧道围岩初始随机参数，并将第一更新围岩参数的命令输出至第一文件的txt中；基于调用命令，调用所述预设软件读取所述第一文件的txt中更新围岩参数后的命令，对所述目标软岩隧道进行新的建模与计算，输出围岩各测点位移值至第二文件的txt中；读取所述第二文件的txt中的数值模拟位移值，并根据适应度函数在迭代反演过程中对围岩参数进行更新，将第二更新围岩参数的命令输出至所述第一文件的txt中，替换所述第一文件的txt中原内容；直至达到预设迭代停止条件，停止计算，得到最终反演结果。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标软岩隧道的相关数据包括隧道的断面形状与大小、隧道埋深、施工方式、需要反演围岩的参数与目标范围中的至少一项。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设迭代停止条件为达到目标反演迭代次数或目标适应度函数值。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设改进的粒子群算法二阶振荡粒子群算法的速度位移迭代更新公式为：
[0013]，
[0014][0015]其中，表示更新后粒子的速度，表示当前粒子的速度，表示更新后粒子的位移，表示当前粒子位移，表示上一步粒子位移，w表示惯性权重，c1、c2表示学习因子，r1与r2表示0
‑
1之间的随机数，表示单个粒子自身最优适应度值，表示全体粒子经历的最优适应度值，ξ1与ξ2表示与迭代次数有关的随机数。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设软件为FLAC
3D
软件。
[0017]本申请第二方面实施例提供一种软岩隧道围岩参数联合智能反演装置，包括：第一确定模块，用于采集目标软岩隧道的地勘资料，并确定所述目标软岩隧道的相关数据；第二确定模块，用于获取所述目标软岩隧道掌子面附近的监控量测资料，确定所述目标软岩隧道的数值模型；构建模块，用于基于预设改进的粒子群算法二阶振荡粒子群算法，根据所述监控量测资料与预设软件模拟的隧道位移值构建作为二阶振荡粒子群算法的适应度函数的误差函数；第一输出模块，用于利用所述误差函数，编写二阶振荡粒子群算法，赋予隧道围岩初始随机参数，并将第一更新围岩参数的命令输出至第一文件的txt中；第二输出模块，用于基于调用命令，调用所述预设软件读取所述第一文件的txt中更新围岩参数后的命令，对所述目标软岩隧道进行新的建模与计算，输出围岩各测点位移值至第二文件的txt中；处理模块，用于读取所述第二文件的txt中的数值模拟位移值，并根据适应度函数在迭代反演过程中对围岩参数进行更新，将第二更新围岩参数的命令输出至所述第一文件的txt中，替换所述第一文件的txt中原内容；生成模块，用于直至达到预设迭代停止条件，停止计算，得到最终反演结果。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标软岩隧道的相关数据包括隧道的断面形状与大小、隧道埋深、施工方式、需要反演围岩的参数与目标范围中的至少一项。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设迭代停止条件为达到目标反演迭代
次数或目标适应度函数值。
[0020]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设改进的粒子群算法二阶振荡粒子群算法的速度位移迭代更新公式为：
[0021]，
[0022][0023]其中，表示更新后粒子的速度，表示当前粒子的速度，表示更新后粒子的位移，表示当前粒子位移，表示上一步粒子位移，w表示惯性权重，c1、c2表示学习因子，r1与r2表示0
‑
1之间的随机数，表示单个粒子自身最优适应度值，表示全体粒子经历的最优适应度值，ξ1与ξ2表示与迭代次数有关的随机数。
[0024]可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设软件为FLAC
3D
软件。
[0025]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的软岩隧道围岩参数联合智能反演方法。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软岩隧道围岩参数联合智能反演方法，其特征在于，包括以下步骤：采集目标软岩隧道的地勘资料，并确定所述目标软岩隧道的相关数据；获取所述目标软岩隧道掌子面附近的监控量测资料，确定所述目标软岩隧道的数值模型；基于预设改进的粒子群算法二阶振荡粒子群算法，根据所述监控量测资料与预设软件模拟的隧道位移值构建作为二阶振荡粒子群算法的适应度函数的误差函数；利用所述误差函数，编写二阶振荡粒子群算法，赋予隧道围岩初始随机参数，并将第一更新围岩参数的命令输出至第一文件的txt中；基于调用命令，调用所述预设软件读取所述第一文件的txt中更新围岩参数后的命令，对所述目标软岩隧道进行新的建模与计算，输出围岩各测点位移值至第二文件的txt中；读取所述第二文件的txt中的数值模拟位移值，并根据适应度函数在迭代反演过程中对围岩参数进行更新，将第二更新围岩参数的命令输出至所述第一文件的txt中，替换所述第一文件的txt中原内容；以及直至达到预设迭代停止条件，停止计算，得到最终反演结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标软岩隧道的相关数据包括隧道的断面形状与大小、隧道埋深、施工方式、需要反演围岩的参数与目标范围中的至少一项。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设迭代停止条件为达到目标反演迭代次数或目标适应度函数值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设改进的粒子群算法二阶振荡粒子群算法的速度位移迭代更新公式为：，其中，表示更新后粒子的速度，表示当前粒子的速度，表示更新后粒子的位移，表示当前粒子位移，表示上一步粒子位移，w表示惯性权重，c1、c2表示学习因子，r1与r2表示0
‑
1之间的随机数，表示单个粒子自身最优适应度值，表示全体粒子经历的最优适应度值，ξ1与ξ2表示与迭代次数有关的随机数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设软件为FLAC
3D
软件。6.一种软...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛翊国，李广坤，张馨，郭壮壮，孔凡猛，张湘平，刘秋实，杨天啸，吴庚洋，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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