【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冻土区隧道衬砌结构损伤预测，尤其涉及一种冻土区衬砌损伤预测方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、交通基础设施的建设，极大的促进了人类社会的发展和进步。铁路隧道工程作为铁路组成的重要部分，其经常遭受自然条件的影响，例如，冻土区隧道受冻融循环过程的影响，其衬砌结构或围岩结构产生一定程度的损伤，从而影响着铁路运输线的安全。
2、相关技术对冻土区隧道衬砌结构损伤进行了各种研究和试验，结果表明温场的分布和持续时间是影响冻土区隧道衬砌结构的两大因素，超声波检测也表明冻土区隧道衬砌结构损伤和温场分布循环次数、冻土区隧道衬砌变形存在较高的相关性。
3、然而，现有技术仍旧缺乏较为精准的冻土区衬砌损伤预测手段，从而抵御自然条件给冻土区结构带来的影响。
4、基于此，需要开发设计出一种冻土区隧道衬砌结构损伤预测方法。
技术实现思路
1、本专利技术实施方式提供了一种冻土区衬砌损伤预测方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决现有技术中缺乏较为精准的冻土区衬砌损伤预测手段的问题。
2、第一方面，本专利技术实施方式提供了一种冻土区衬砌损伤预测方法，包括：
3、获取目标结构的多个热力学参数以及多个材料力学性能参数，其中，所述目标结构为冻土区的隧道衬砌结构和/或围岩结构；
4、将多个环境因素数据以及所述多个热力学参数输入到温场模型中，获取表征所述目标结构多个点位温度的温场数据集，其中，环境因素影响所述目标结构温场分布；p>
5、将所述温场数据集以及所述多个材料力学性能参数输入到损伤预测模型中，根据所述损伤预测模型输出的多个变形指示与多个变形实测值的偏差，调整损伤预测模型的结构和参数，其中，所述损伤预测模型具有多个第一输出以及多个第二输出，所述多个第一输出以及所述多个第二输出分别输出多个第一预定点位的变形指示和多个第二预定点位的损伤指示；
6、根据所述损伤预测模型的多个第二输出，确定所述目标结构的损伤。
7、在一种可能实现的方式中，所述温场模型基于温场基础模型构建，包括：
8、获取温场基础模型以及多个温场样本集，其中，温场样本集包括影响所述目标结构温场的环境因素数据以及多个点位温度数据；
9、按照预设划分比例将所述多个温场样本集划分为第一组和第二组，其中，所述预设划分比例为所述第一组温场样本集的数量与所述多个温场样本集的数量的比值；
10、根据所述第一组中温场样本集的数量调整所述温场基础模型的参数数量，以使得所述温场基础模型的参数数量小于或等于所述第一组中温场样本集的数量；
11、根据所述第一组中的温场样本集以及所述多个热力学参数确定所述温场基础模型的参数值；
12、将所述第二组中温场样本集输入到所述温场基础模型中，根据所述温场基础模型输出与所述第二组温场样本的多个点位温度数据，确定所述温场基础模型的偏差；
13、若所述温场基础模型的偏差大于模型偏差阈值，则减小所述预设划分比例并跳转至所述根据所述第一组中温场样本集的数量调整所述温场基础模型的参数数量的步骤；
14、否则，将所述温场基础模型作为所述温场模型。
15、在一种可能实现的方式中，所述温场基础模型为：
16、
17、式中，为第个点位的温度，为第个第一权重系数，为第个第二权重系数，为第个影响目标结构温场的因子，为第一偏置常数，为第个第二偏置常数，为影响目标结构温场的因子数量，为指数。
18、在一种可能实现的方式中，所述损伤预测模型为：
19、
20、式中，为第个输入节点的输出，为第个输入节点的权重参数，为第个输入节点的输入，为第行第列中间节点的输出，为第行第列中间节点的第个权重参数，为中间节点的行数，为第个第一输出节点的输出，为第个第一输出节点的第个权重参数，为第个第二输出节点的输出，为第个第二输出节点的第个权重参数，为中间节点的列数，为传递函数，和分别为第一偏置参数和第二偏置参数。
21、在一种可能实现的方式中，所述将所述温场数据集以及所述多个材料力学性能参数输入到损伤预测模型中，根据所述损伤预测模型输出的多个变形指示与多个变形实测值的偏差，调整损伤预测模型的结构和参数，包括：
22、将所述温场数据集以及所述多个材料力学性能参数输入到损伤预测模型中，获取所述损伤预测模型输出的多个变形指示；
23、计算所述多个变形指示与所述多个变形实测值的差，并将所述多个变形指示与所述多个变形实测值的差的绝对值作为多个第一变形预测偏差；
24、若变形预测偏差率大于第一偏差率阈值，则减少所述损伤预测模型中间节点列的数量，并根据所述温场数据集、所述多个材料力学性能参数、所述多个变形实测值、多个历史温场数据集以及多个历史变形实测值调整所述损伤预测模型的参数，其中，所述变形预测偏差率根据所述多个第一变形预测偏差以及所述多个变形实测值的绝对值确定；
25、若变形预测偏差率大于第二偏差率阈值且不大于所述第一偏差率阈值，则根据所述温场数据集、所述多个材料力学性能参数、所述多个变形实测值、所述多个历史温场数据集以及所述多个历史变形实测值调整所述损伤预测模型的参数，其中，所述第二偏差率阈值小于所述第一偏差率阈值。
26、在一种可能实现的方式中，所述根据所述温场数据集、所述多个材料力学性能参数、所述多个变形实测值、历史温场数据集以及历史变形实测值调整所述损伤预测模型的参数，包括：
27、对于所述温场数据集以及所述多个历史温场数据集中的每个数据集分别执行如下步骤：
28、将数据集中的数据与所述多个材料力学性能参数作为输入，输入到所述损伤预测模型的输入节点；
29、计算所述损伤预测模型多个第一输出节点的输出与变形实测值之间的差，并将所述损伤预测模型多个第一输出节点的输出与变形实测值之间的差作为多个第二变形预测差；
30、若所述多个第二变形预测差绝对值的和大于模型偏差阈值，则计算所述损伤预测模型多个节点本轮输出值相对上轮输出值的差，将所述损伤预测模型多个节点本轮输出值相对上轮输出值的差作为多个中间节点差，根据第二公式、所述多个中间节点差以及所述多个第二变形预测差调整所述损伤预测模型的参数，并跳转至所述将数据集中的数据与所述多个材料力学性能参数作为输入，输入到所述损伤预测模型的输入节点的步骤，其中，所述第二公式为：
31、
32、式中，为第次调整后第个参数，为调整系数，为第个中间节点差，为第个变形预测差，为第一输出节点的总数量，为第次调整后第个参数。
33、第二方面，本专利技术实施方式提供了一种冻土区衬砌损伤预测装置，用于实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的冻土区衬砌损伤预测方法，所述冻土区衬砌损伤预测装置包括：
34、参数获取模块，用于获取目标结构的多个热力学参数以及多个材料力学性能参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述温场模型基于温场基础模型构建，包括：
3.根据权利要求2所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述温场基础模型为：
4.根据权利要求1-3任一项所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述损伤预测模型为：
5.根据权利要求4所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述将所述温场数据集以及所述多个材料力学性能参数输入到损伤预测模型中，根据所述损伤预测模型输出的多个变形指示与多个变形实测值的偏差，调整损伤预测模型的结构和参数，包括：
6.根据权利要求5所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述根据所述温场数据集、所述多个材料力学性能参数、所述多个变形实测值、历史温场数据集以及历史变形实测值调整所述损伤预测模型的参数，包括：
7.根据权利要求6所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述传递函数为：
8.一种冻土区衬砌损伤预测装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-7任一项所
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述温场模型基于温场基础模型构建，包括：
3.根据权利要求2所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述温场基础模型为：
4.根据权利要求1-3任一项所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述损伤预测模型为：
5.根据权利要求4所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述将所述温场数据集以及所述多个材料力学性能参数输入到损伤预测模型中，根据所述损伤预测模型输出的多个变形指示与多个变形实测值的偏差，调整损伤预测模型的结构和参数，包括：
6.根据权利要求5所述的冻土区衬砌损伤预测方法，其特征在于，所述根据所述温场数据集、所述多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙铁成，柴洲，武凯，杨逸，王泽亲，姚文龙，张文博，王森昊，康淑云，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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