(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211286123.7 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 中国地质大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路2 9号 (72)发明人 薛翊国　李广坤　孔凡猛　李志强　 卢超　曲子鸣　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 雷玉龙 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法、 装 置及设备 (57)摘要 本发明涉及软岩隧道模拟技术领域， 特别涉 及一种软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法、 装置及设备， 其中， 包括： 获取目标软岩隧道的预 设数据库； 分别拟合弹性模量和泊松比各自备选 分布的参数， 得到其边缘分布参数， 并分别确定 理论边缘分布； 根据理论边缘分布构建二维联合 概率分布 函数， 并利用其对弹性模量和泊松比进 行蒙特卡洛模拟， 得到满足联合分布模拟数据； 根据模拟数据赋值给目标软岩隧道的隧道模型， 输出围岩参数的数值模型， 并利用其对目标软岩 隧道的围岩参数空间随机场进行数值模拟得到 模拟结果。 由此， 解决了相关技术中由于软岩隧 道的数字化建模中出现围压参数不确定以及变 异性， 导致模拟结果与实际情况差异较大， 降低 工作效率 等问题。 权利要求书2页 说明书12页 附图4页 CN 115357994 A 2022.11.18 CN 115357994 A 1.一种软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取目标软岩隧道的预设数据库， 其中， 所述预设数据库中的围岩参数包括弹性模量 和泊松比； 分别拟合所述弹性模量和所述泊松比各自备选分布的参数， 得到所述弹性模量和所述 泊松比各自的边缘分布参数， 并分别基于所述弹性模量和所述泊松比各自的边缘分布参数 确定所述弹性模量和所述泊松比各自的理论 边缘分布； 根据所述弹性模量和所述泊松比各自的理论边缘分布构建二维联合概率分布函数， 并 利用所述二 维联合概率分布函数对所述 弹性模量和所述泊松比进 行蒙特卡洛模拟， 得到满 足联合分布的弹性模量和泊松比的模拟数据； 根据所述模拟数据赋值给所述目标软岩隧道的隧道模型， 输出所述目标软岩隧道的围 岩参数的数值模型， 并利用所述数值模型对所述目标软岩隧道的围岩参数 空间随机场进 行 数值模拟， 得到模拟结果。 2.根据权利要求1所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特征在于， 所述分 别拟合所述 弹性模量和所述泊松比各自备选分布的参数， 得到所述 弹性模量和所述泊松比 各自的边 缘分布参数， 包括： 分别选取 所述弹性模量和所述泊松比的备选分布； 利用预设软件统计学工具箱分别对所述弹性模量和所述泊松比的备选分布的参数进 行拟合， 得到所述弹性模量和所述泊松比各自的边 缘分布参数。 3.根据权利要求2所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 所述备选分布包括 正态分布、 对数正态分布、 伽玛分布、 韦伯分布、 指数分布和瑞利分布中的一个或多个。 4.根据权利要求1所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特征在于， 所述分 别基于所述弹性模量和所述泊松比各自的边缘分布参数确定所述弹性模量和所述泊松比 各自的理论 边缘分布， 包括： 利用科尔莫戈罗夫检验KS计算不同边缘分布参数的KS值， 其中， 所述KS值越小对应的 理论边缘分布的可接受程度越高； 选取所述KS值中的最小值作为所述理论 边缘分布。 5.根据权利要求1所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特征在于， 所述根 据所述弹性模量和所述泊松比各自的理论 边缘分布构建二维联合 概率分布函数， 包括： 利用预设Copula理论， 基于所述弹性模量和所述泊松比各自的理论边缘分布， 构建所 述二维联合 概率分布函数； 并利用预设 极大似然估计所述 二维联合 概率分布函数中的未知参数。 6.根据权利要求1所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特征在于， 所述根 据所述模拟数据赋值给所述目标软岩隧道的隧道模型， 输出所述目标软岩隧道的围岩参数 的数值模型， 包括： 利用预设编程软件将所述模拟数据生成预设文件； 利用预设数值模拟软件读取所述预设文件中的模拟数据， 并将所述模拟数据 赋值给所 述隧道模型进行 数值模拟， 得到所述目标 软岩隧道的围岩参数的数值模型。 7.根据权利要求1 ‑6任意一项所述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法， 其特征 在于， 在获取目标 软岩隧道的预设数据库之前， 还 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115357994 A 2选取所述围岩参数中的弹性模量和泊松比作为关键指标； 根据所述关键指标的变异性及相关性获取所述目标软岩隧道的数据样本， 基于所述数 据样本生成所述预设数据库。 8.一种软岩隧道围岩参数空间随机场建模 装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取目标软岩隧道的预设数据库， 其中， 所述预设数据库中的围岩参数 包括弹性模量和泊松比； 拟合模块， 用于分别拟合所述弹性模量和所述泊松比各自备选分布的参数， 得到所述 弹性模量和所述泊松比各自的边缘分布参数， 并分别基于所述弹性模量和所述泊松比各自 的边缘分布参数确定所述弹性模量和所述泊松比各自的理论 边缘分布； 模拟模块， 用于根据 所述弹性模量和所述泊松比各自的理论边缘分布构建二维联合概 率分布函数， 并利用所述二 维联合概率分布函数对所述 弹性模量和所述泊松比进 行蒙特卡 洛模拟， 得到满足联合分布的弹性模量和泊松比的模拟数据； 输出模块， 用于根据所述模拟数据赋值给所述目标软岩隧道的隧道模型， 输出所述目 标软岩隧道的围岩参数的数值模型， 并利用所述数值模型对所述目标软岩隧道的围岩参数 空间随机场进行 数值模拟， 得到模拟结果。 9.一种电子设备， 其特征在于， 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， 以实现如权利要求 1‑7任一项所 述的软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115357994 A 3