岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究

›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (6): 1635-1638.

岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究

肖建清^{1, 2}，丁德馨³，蒋复量^{1, 3}，徐根¹

1. 中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083；2. 南华大学数理学院，衡阳 421001；3. 南华大学核资源与安全工程学院，衡阳 421001

收稿日期:2008-08-05 出版日期:2009-06-10 发布日期:2011-03-09
作者简介:肖建清，男，1978年生，博士生，讲师，主要从事岩石力学和工程方面的科研与教学工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目（No. 50774047）；湖南省教育厅基金项目（No. 07C652，08C764）；湖南省安监局基金项目（No. 07-17，07-29）。

Parameter estimation method of fatigue damage model of rock

XIAO Jian-qing^{1, 2}，DING De-xin³，JIANG Fu-liang^{1, 3}，XU Gen¹

1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. School of Mathematical and Physical Sciences, University of South China, Hengyang 421001, China; 3. School of Nuclear Resources and Safety Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China

Received:2008-08-05 Online:2009-06-10 Published:2011-03-09

摘要/Abstract

摘要：

岩石是一种非均质的复杂地质材料，其疲劳损伤演化具有明显的3阶段发展规律。倒S型非线性疲劳累积损伤模型可以很好地描述这一规律。应用倒S型模型开展损伤计算和疲劳寿命分析的先决条件是确定出不同应力水平下的模型参数，而运用Levenberg-Marquardt法进行倒S型曲线拟合的结果表明，不用任何优化方法而随意选取参数初始值时迭代收敛到最优解的概率很低。因此，提出运用有限组合法估算初始值，即在参数可行域中均匀布点，以这些点为起始点分别实施一次Levenberg-Marquardt优化计算，取残差平方和最小的一组参数作为第2次Levenberg-Marquardt拟合计算的初始值。试验结果表明，以有限组合法估算参数初始值，Levenberg-Marquardt迭代计算总能收敛到最优解。

关键词: 曲线拟合, Levenberg-Marquardt法, 有限组合法, 疲劳累积损伤

Abstract:

Rock is a complex heterogeneous geological material with three-phase law in fatigue damage evolution. This law can be described well by inverted S-shaped nonlinear fatigue cumulative model. The parameters of this model under different stress levels must be determined before using it to calculate damage or analyze fatigue life. However, the calculating result indicates that the probability is very low for Levenberg-Marquardt method converging to optimal solution with arbitrary initial parameters. Therefore, a finite combination method is proposed to estimate initial parameters for Levenberg-Marquardt calculation. Initial points uniformly distributed in the feasible region of parameters are inputted for Levenberg-Marquardt calculation; and the set of parameters with minimum residual sum of squares is taken as final initial parameters. The results show that the set of initial parameters estimated by finite combination method is always effective for Levenberg-Marquardt method converging to optimal solution.

Key words: curve fitting, Levenberg-Marquardt method, finite combination method, fatigue cumulative damage

中图分类号:

O346

肖建清，丁德馨，蒋复量，徐根. 岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究[J]. , 2009, 30(6): 1635-1638.

XIAO Jian-qing，DING De-xin，JIANG Fu-liang，XU Gen. Parameter estimation method of fatigue damage model of rock[J]. , 2009, 30(6): 1635-1638.

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