一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法
技术特征:
1.一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,步骤1中,所述神经网络的输入单元包括拟研究的隧道区域应变采样点的真实空间坐标向量、数据驱动所需的真实位移 、真实应变张量和真实应力张量,其中x为笛卡尔坐标系中的横坐标,y为纵坐标,为x方向真实位移,为y方向真实位移;
3.根据权利要求2所述的一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,根据多层人工神经网络ann输出的预测位移场,可得到预测应变场,通过神经网络的自动微功能实现,具体包括以下步骤:
4.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,步骤2中,所述用机器学习语言表达莫尔-库仑本构模型约束物理信息神经网络pinn的物理部分具体包括以下步骤:
5.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,步骤3的基于自适应方法生成多个应变采样点中,每个应变采样点被选中为训练点的概率根据应变大小确定,其实现方法如下:
6.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,其特征在于,步骤4中,所述多目标损失函数如下式所示:
技术总结
本发明提出一种基于物理信息神经网络的隧道围岩应力场分析方法,属于隧道工程技术领域,利用物理信息神经网络能够有效结合已知信息数据与物理知识,实现对隧道围岩弹塑性应力场的预测,包括:步骤一,构建人工神经网络ANN框架;步骤二,基于莫尔‑库仑模型生成物理驱动信息;步骤三,基于自适应应变采样点生成数据驱动信息;步骤四,构建训练物理信息神经网络的多目标损失函数;步骤五,训练所构建的物理信息神经网络,求解隧道围岩应力场。本申请的分析方法,无需网格划分,避免了网格畸变等问题,采用了应变自适应采样策略,计算成本低、精度高、误差小,可以准确地预测隧道围岩复杂的弹塑性应力场,灵活调整本构方程以匹配复杂围岩材料特性。
技术研发人员:袁冉,杨子玄,黄熙龙,张帅,郭勇,何毅,贾政鹏,程印
受保护的技术使用者:西南交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
文档序号 :
【 40124992 】
技术研发人员:袁冉,杨子玄,黄熙龙,张帅,郭勇,何毅,贾政鹏,程印
技术所有人:西南交通大学
备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
声 明 :此信息收集于网络,如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们,我们会在第一时间删除
技术研发人员:袁冉,杨子玄,黄熙龙,张帅,郭勇,何毅,贾政鹏,程印
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