一种实测与预测应力张量相似度确定方法及相关设备

本说明书涉及地应力场数值反分析领域，更具体地说，本技术涉及一种实测与预测应力张量相似度确定方法及相关设备。

背景技术：

1、地应力作为岩石工程的一项重要参数，决定着岩体力学行为特征。因而在大型深部地下建筑物开挖前，通过原位地应力测量技术掌握工程岩体原岩应力分布成为一项必备工作。然而受地质条件复杂、测试成本高等因素影响，原位应力测量数据有限，且难以反映工程区域初始地应力场的宏观分布规律。为解决应力测量数据有限且代表性不足的困难，以数值模拟为基础的三维初始地应力场反分析逐渐得到发展。它作为一种由点到场的反分析过程，其中一项重要工作在于测点位置处实测与反分析预测应力张量间的相似性评价，从而初步判定反分析预测应力场是否准确。

2、现有地应力场数值反分析乃至岩石力学研究中，二阶应力张量通常被分解为张量分量或者主应力量值和方向，从而分别进行特征统计与相似性评价，其中，主应力指标由于具备物理意义且与实际工程联系密切，因而被应用最为广泛。然而这两种非张量指标均存在指标数量过多问题，此外，被分解后的元素间相互独立，即关联性被忽视，这可能导致指标之间存在矛盾，最终使得准确、定量的相似性评价结果无法被得到。因此如何解决现有非张量评价方法的多指标及指标相悖问题仍然是一个值得解决的问题。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本技术提出一种实测与预测应力张量相似度确定方法，上述方法包括：

3、获取目标区域的实测应力张量和预测应力张量，其中，上述预测应力张量是根据地应力场数值反分析的结果获取的；

4、根据上述实测应力张量和上述预测应力张量计算第一欧式距离；

5、计算上述实测应力张量与原点的欧式距离为第二欧式距离；

6、根据上述第一欧式距离和第二欧式距离计算欧式距离相似度；

7、根据上述欧式距离相似度确定地应力场数值反分析的相似度等级。

8、可选的，根据上述第一欧式距离和第二欧式距离计算欧式距离相似度，包括：

9、根据上述第一欧式距离和第二欧式距离的比值确定上述相似度。

10、可选的，上述根据上述第一欧式距离和第二欧式距离的比值确定上述相似度，包括：

11、根据下式求取上述相似度评价指标eds：

12、

13、式中，d(s,s')＝||s-s'||f为第一欧式距离，d(s,o)＝||s||f为第二欧式距离，其中，s为某一测点的实测应力张量，表示为s中包括应力分量σx,σy,σz,τxy,τxz和τyz，τxy＝τyx,τxz＝τzx,τyz＝τzy；s'为对应测点的预测应力张量，表示为s'中包括σ'x,σ'y,σ'z,τ'xy,τ'xz和τ'yz，τ'xy＝τ'yx,τ'xz＝τ'zx,τ'yz＝τ'zy。

14、可选的，上述方法还包括：

15、将应力张量分解为主应力的大小和方位以获取第一欧式距离的第二表达公式：

16、

17、其中，σ1,σ2,σ3分别代表最大、中间及最小主应力，li,mi,ni分别为新应力主轴与原应力主轴之间的夹角方向余弦。

18、可选的，上述根据上述欧式距离相似度确定地应力场数值反分析的相似度等级，包括：

19、构建预设阈值区间与相似度等级、主应力量值和方位误差的对应关系；

20、根据上述主应力量值和方位误差根据上述第二表达公式计算不同相似度等级下的欧式距离相似度阈值；

21、基于上述欧式距离相似度阈值与预设相似度对应关系确定上述地应力场数值反分析预测结果的相似度等级。

22、可选的，构建预设阈值区间与相似度等级、主应力量值和方位误差的对应关系，包括：

23、构建预设阈值区间与相似度等级、主应力量值和方位误差的对应关系，包括：

24、确定主应力量值误差阈值和绕应力主轴旋转的欧拉角误差阈值；

25、根据上述量值误差阈值、上述欧拉角误差阈值和上述第二表达公式计算eds阈值；

26、根据上述eds阈值构建阈值区间与预设相似度等级、主应力量值和方位误差的对应关系。

27、可选的，上述量值误差阈值包括第一量值误差阈值、第二量值误差阈值和第三量值误差阈值，所示第一量值误差通过第一权重系数和最大主应力确定，上述第二量值误差通过第二权重系数和中间主应力系数确定，上述第三量值误差通过第三权重系数和最小主应力系数确定，上述第一权重系数小于第二权重系数和第三权重系数。

28、第二方面，本技术还提出一种实测与预测应力张量相似度确定装置，包括：

29、获取单元，用于获取目标区域的实测应力张量和预测应力张量，其中，上述预测应力张量是根据地应力场数值反分析的结果获取的；

30、第一计算单元，用于根据上述实测应力张量和上述预测应力张量计算第一欧式距离；

31、第二计算单元，用于计算上述实测应力张量与原点的欧式距离为第二欧式距离；

32、第三计算单元，用于根据上述第一欧式距离和第二欧式距离计算欧式距离相似度；

33、确定单元，用于根据上述欧式距离相似度确定地应力场数值反分析的相似度。

34、第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的实测与预测应力张量相似度确定方法的步骤。

35、第四方面，本技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的实测与预测应力张量相似度确定方法。

36、综上，本技术实施例的实测与预测应力张量相似度确定方法包括：获取目标区域的实测应力张量和预测应力张量，其中，上述预测应力张量是根据地应力场数值反分析的结果获取的；根据上述实测应力张量和上述预测应力张量计算第一欧式距离；计算上述实测应力张量与原点的欧式距离为第二欧式距离；根据上述第一欧式距离和第二欧式距离计算欧式距离相似度；根据上述欧式距离相似度确定地应力场数值反分析的相似度等级。本技术实施例提出的实测与预测应力张量相似度确定方法，通过求取应力张量和预测应力张量的第一欧式距离，并求取实测应力张量与原点的第二欧式距离，通过第一欧式距离和第二欧氏距离计算欧式距离相似度，根据欧式距离相似度对地应力场数值反分析的相似度进行评判，消除了现有两种非张量方法存在的多指标问题，所得的相似度分析结果更为准确。

37、本技术提出的实测与预测应力张量相似度确定方法，本技术的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。