大坝施工中原位测点位置的选取方法、系统、设备和介质与流程

本技术涉及大坝施工，特别是涉及一种大坝施工中原位测点位置的选取方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、胶凝砂砾石坝和土石坝的坝体材料参数具有显著的空间变异性，这使得坝体的安全分析具有较大的不确定性。而在大坝的施工阶段，一般可通过原位取样或其他方式获取局部区域材料的模量及强度参数。在这种情况下，原位测点区域材料的力学参数是确定的。但是由于观测数据(测点区域数据)是有限的，对于其他未进行测试的测点区域数据，其材料参数仍然具有不确定性。

2、针对上述情况，现有方法是基于约束随机场理论，生成满足原位测试数据条件的多个样本进行安全分析，但目前实际工程的测点位置选取通常是随机的，具有不确定性，难以对测点位置进行有效的选取，大坝安全性分析准确度低。因此，现有相关技术中选取的测点位置对大坝安全性分析存在准确度低的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种大坝施工中原位测点位置的选取方法、系统、设备和介质，以至少解决相关技术中选取的测点位置对大坝安全性分析存在准确度低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种大坝施工中原位测点位置的选取方法，所述方法包括：

3、在预先构建的有限元模型中抽取多个第一单元参数样本，获取与所述第一单元参数样本对应的第一安全指标；

4、根据所述第一单元参数样本和所述第一安全指标，获取相关系数向量，在所述相关系数向量中，选取最大相关系数对应的第一单元参数样本的坐标作为第一预选测点；

5、在所述第一预选测点预设范围外的测点集合中，选取最大相关系数对应的第一单元参数样本的坐标作为第二预选测点；

6、根据预设约束条件，基于所述第一预选测点和所述第二预选测点，获取实际测点位置；

7、根据实际测点位置进行抽样，获取第二单元参数样本和第二安全指标，将第二单元参数样本和第二安全指标作为所述第一单元参数样本和所述第一安全指标，迭代获取所述实际测点位置，响应于满足所述预设目标测点数量，获取目标测点位置。

8、在一实施例中，所述在所述有限元模型中抽取多个单元参数样本，包括：

9、根据完全随机场抽样理论，在所述有限元模型中抽取多个单元参数样本，其中，所述完全随机场抽样理论包括：

10、完全随机场公式式中，μ(x)为均值函数，σx为标准差，x代表位置向量，ξl为标准正态分布随机数，λl和fl(x)分别为自协方差函数c(x1,x2)的特征值和特征函数，n是展开项数；

11、求解所述自协方差函数的特征值与特征函数，生成标准正态分布随机数；

12、基于所述完全随机场公式，通过所述均值函数、所述特征值、所述特征函数和所述标准正态分布随机数，构建完全随机场。

13、在一实施例中，所述获取与所述第一单元参数样本对应的第一安全指标，包括：

14、根据所述坝体的内部材料参数分布，通过有限单元法，获取与所述第一单元参数样本对应的第一安全指标，其中，第一安全指标函数为f(z(x))，式中，x表示所述坝体某个位置，z(x)表示所述坝体内部材料参数分布函数，根据坝体内部材料参数的分布情况，基于有限元法计算相应的函数值。

15、在一实施例中，所述根据所述第一单元参数样本和所述第一安全指标，获取相关系数向量，包括：

16、计算所述第一单元参数样本与所述第一安全指标之间的相关系数，根据所述相关系数，获取相关系数向量，其中，所述相关系数公式为：

17、

18、式中，ρ为相关系数，a为所述第一单元参数样本，b为所述第一安全指标、σa为随机变量a的标准差、σb为随机变量b的标准差、cov为协方差。

19、在一实施例中，在所述第一预选测点预设范围外的测点集合中，选取最大相关系数对应的第一单元参数样本的坐标作为第二预选测点之前，包括：

20、以所述第一预选测点为圆心，根据预设半径确定目标圆域；

21、获取所述目标圆域外的测点集合；

22、将所述目标圆域外的测点集合，作为所述第一预选测点预设范围外的测点集合。

23、在一实施例中，所述预设约束条件包括，根据预选测点的位置高度，从低到高进行排序，并获取最低预选测点位置；所述基于所述第一预选测点和所述第二预选测点，获取实际测点位置，包括：

24、对所述第一预选测点和所述第二预选测点，根据位置高度从低到高进行排序；

25、获取最低预选测点位置作为实际测点位置。

26、在一实施例中，根据实际测点位置进行抽样，包括：

27、对所述实际测点位置的实际单元参数进行测试，根据约束随机场抽样理论，对未测试的所述单元参数进行抽样，其中，所述约束随机场抽样理论包括：

28、获取若干个点的约束随机场值，并将所述约束随机场值作为坐标集合；

29、根据所述随机场值和自相关函数，获取多个所述实际测点之间的协方差矩阵；

30、求解约束随机场的特征值和特征函数；

31、根据所述特征值和所述特征函数，构建矩阵，并通过所述矩阵，得到约束条件下的随机变量，所述矩阵用于将标准正态分布的随机向量映射为约束条件下的随机变量；

32、利用均值函数、所述特征值、所述特征函数和所述约束条件下的随机变量，根据约束随机场的表达式，构建约束随机场。

33、第二方面，本技术实施例提供了一种大坝施工中原位测点位置的选取的系统，所述系统包括第一安全指标模块、第一预选测点模块、第二预选测点模块、实际测点位置模块和目标测点位置模块，其中：

34、所述第一安全指标模块，用于在预先构建的有限元模型中抽取多个第一单元参数样本，获取与所述第一单元参数样本对应的第一安全指标；

35、第一预选测点模块，用于根据所述第一单元参数样本和所述第一安全指标，获取相关系数向量，在所述相关系数向量中，选取最大相关系数对应的第一单元参数样本的坐标作为第一预选测点；

36、第二预选测点模块，用于在所述第一预选测点预设范围外的测点集合中，选取最大相关系数对应的第一单元参数样本的坐标作为第二预选测点；

37、实际测点位置模块，用于根据预设约束条件，基于所述第一预选测点和所述第二预选测点，获取实际测点位置；

38、目标测点位置模块，用于根据实际测点位置进行抽样，获取第二单元参数样本和第二安全指标，将第二单元参数样本和第二安全指标作为所述第一单元参数样本和所述第一安全指标，迭代获取所述实际测点位置，响应于满足所述预设目标测点数量，获取目标测点位置。

39、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以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计算机程序时实现如上述第一方面所述的一种大坝施工中原位测点位置的选取方法。

40、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的一种大坝施工中原位测点位置的选取方法。

41、本技术实施例提供的一种大坝施工中原位测点位置的选取方法、系统、设备和介质至少具有以下技术效果。

42、通过有限元模型估计潜在的可能测点，然后选取潜在可能测点中，获取第一预先测点和第二预选测点，根据约束条件，筛选满足约束条件的点作为实际的测点，将根据约束随机场对其他未测试区域的参数进行抽样，获取第二单元参数样本和第二安全指标，将第二单元参数样本和第二安全指标作为第一单元参数样本和第一安全指标，迭代获取实际测点位置，响应于满足预设目标测点数量，获取目标测点位置。实现在保证测点顺序约束的情况下，减少大坝安全评估的不确定性。解决相关技术中选取的测点位置对大坝安全性分析存在准确度低的问题。提高了大坝施工中原位测点位置选取的精确度。

43、本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。