基于扩展卡尔曼滤波的岩石流变模型参数识别

《基于扩展卡尔曼滤波的岩石流变模型参数识别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第26卷第4期岩石力学与工程学报Vol.26No.42007年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril，2007基于扩展卡尔曼滤波的岩石流变模型参数识别1，21，21，2杨成祥，冯夏庭，陈炳瑞(1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004；2.中国科学院岩土力学重点实验室，湖北武汉430071)摘要：针对岩石材料本身复杂性及观测条件引起的室内外试验数据中存在的不确定性，引入卡尔曼滤波方法，将岩石流变模型参数视为某随机过程的状态估计量，构造相应的卡尔曼滤波方程进行参数识别。以构皮

2、滩水电站岩石工程黏性软岩的单轴压缩蠕变试验为例，对广义开尔文模型的有关参数进行识别，结果表明该方法具有很高的识别精度。同时探讨不同观测误差对滤波过程及参数识别结果的影响，数值试验表明该算法具有较强的抗噪声干扰能力，为解决岩石力学参数识别中的不确定性问题提供一个有效的理论方法。关键词：岩石力学；流变；参数识别；扩展卡尔曼滤波；不确定性中图分类号：TU452文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)04–0754–08PARAMETERIDENTIFICATIONOFROCKRHEOLOGICALMODELBASEDONEXTENDED

3、KALMANFILTER1，21，21，2YANGChengxiang，FENGXiating，CHENBingrui(1.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang，Liaoning110004，China；2.KeyLaboratoryofRockandSoilMechanics，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abst

4、ract：TheextendedKalmanfiltermethodispresentedforparametersidentificationofrockrheologicalmodelconsideringtheuncertaintyofdataduetothecomplexityofrockmaterialanddifferentobservationconditionsoflaboratoryorin-situexperiments.Inthismethodtherheologicalmechanicalparametersareimp

5、rovediterativelyasthestatevectorofarandomprocess.TheKalmanfilterfunctionisformulatedtoperformparameteridentification.ThemethodisappliedtoakindofclayeysoftrockfromGoupitanHydropowerStation.ParametersofthegeneralizedKelvinmodelareestimatedbasedontheresultsobtainedfromuniaxialc

6、ompressioncreeptests.TheestimatedresultsshowthegoodprecisionoftheextendedKalmanfiltermethod.Theinfluenceofmeasuringerrorsisalsodiscussed.Numericalexperimentsarecarriedouttoverifythegreatlyantinoisecapabilityofthecurrentmethod.Itprovidesanefficienttheoreticaltoolforsolvingthe

7、uncertaintyeffectsintheidentificationofrockmechanicalparameters.Keywords：rockmechanics；rheology；parameteridentification；extendedKalmanfilter；uncertainty着工程规模的不断扩大，流变和长期稳定性分析显1引言得尤为重要，而流变力学参数的获取是其中重要环节，通常可根据流变试验资料利用一些先进的数据流变是造成岩石工程失稳的常见原因之一。随处理手段确定相应的流变模型参数。可用的方法很收稿日期：2006–06

8、–13；修回日期：2007–01–12基金项目：国家自然科学基金资助项目(50504004)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB41