巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流廣泛存在于地下工程中,對地下工程的建設(shè)和運行安全具有重要的影響。因此,研究裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流有著重要的理論和實際意義。本文根據(jù)立方定律和Forchheimer方程推導所得的交叉裂隙滲流模型,運用數(shù)值模擬和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,對平面交叉裂隙滲流模型非線性參數(shù)與模型幾何條件的關(guān)系進行探究。通過數(shù)值模擬,獲得了平面交叉裂隙非線性滲流模型的參數(shù);運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法,探究了交叉裂隙幾何條件與交叉裂隙滲流模型中非線性系數(shù)之間的關(guān)系,證明了平面交叉裂隙非線性滲流模型適用于描述交叉裂隙滲流規(guī)律,驗證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預測非線性系數(shù)的可行性和準確性。同時,還對比分析了運用擬合數(shù)值表達式和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法的特點。 

【文章來源】：工程地質(zhì)學報. 2020,28(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

壓差與入口流量線性區(qū)域?qū)Ρ葓D

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含輸入層、隱含層及輸出層(圖2)。輸入層用于輸入數(shù)據(jù)的自變量(交叉裂隙開度、不同裂隙分支角度)。層與層之間的連接上存在權(quán)值，前一層的輸出信號經(jīng)過處理后作為下一層的輸入信號。當信號到輸出層時，所輸出的信號與預期輸出值(非線性系數(shù))做比較，當誤差較大時，將此誤差作為依據(jù)重新調(diào)整不同神經(jīng)元之間的連接權(quán)值，直至輸出結(jié)果達到預期精度。隱含層數(shù)目與數(shù)據(jù)之間關(guān)系的復雜程度相關(guān)，關(guān)系越復雜，隱含層數(shù)目越多。隱含層之間的交叉影響在本次實驗中表示同一模型的不同出入口組合的非線性系數(shù)之間是相互影響的，并不是孤立的。2.2 訓練樣本獲取

平面模型默認寬度為1im，邊界條件設(shè)置為速度進口和壓力出口。根據(jù)數(shù)值模擬的流量矢量圖觀察，交叉裂隙影響范圍取Rr=10emax,emax為各分支的最大開度，在此范圍邊界取點，獲得壓力和流速等參數(shù)。設(shè)置數(shù)值計算殘差精度為10-5。為了使出口流量不同，設(shè)置不同的出口壓力。入口為流速設(shè)置，若入口分支為1個，則入口流量全從流入分支進入裂隙交叉點;若入口分支為2個，為了使工況結(jié)果具有代表性，在有限的工況數(shù)下包含盡可能多的流量組合值，將入口流速按照比值1︰4～1︰1設(shè)置。例如，在4T2E0.6A60工況中，入口流速采用0.004與0.006、0.02與0.08等組合。設(shè)置不同入口速度，計算出口流量和壓差，并根據(jù)式(3)將不同流速下的出入口流量與壓差值進行擬合，獲得交叉裂隙非線性滲流模型中的非線性系數(shù)。數(shù)值模擬模型的網(wǎng)格按照最大開度的0.05倍進行設(shè)置，使網(wǎng)格數(shù)在100i000～250i000之間，這樣劃分使網(wǎng)格剖分能夠滿足計算精度，又具有較高的數(shù)值計算效率(圖4)。2.3 訓練樣本處理

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)二維非線性滲流特性與模型[D]. 劉杰.山東大學 2019



本文編號：3470999