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基于量子群优化算法的古地应力反演方法

周围维 冯永存 李晓蓉 刘捷 苏飞宇 胡晗

周围维, 冯永存, 李晓蓉, 等, 2025. 基于量子群优化算法的古地应力反演方法. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025095
引用本文: 周围维, 冯永存, 李晓蓉, 等, 2025. 基于量子群优化算法的古地应力反演方法. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025095
WeiWei ZHOU, YongCun FENG, XiaoRong LI, et al., 2025. ZHOU Weiwei, FENG Yongcun, LI Xiaorong, LIU Jie, SU Feiyu, HU Han. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025095
Citation: WeiWei ZHOU, YongCun FENG, XiaoRong LI, et al., 2025. ZHOU Weiwei, FENG Yongcun, LI Xiaorong, LIU Jie, SU Feiyu, HU Han. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025095

基于量子群优化算法的古地应力反演方法

doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025095
基金项目: 国家重大专项(2025ZD1011100)

ZHOU Weiwei, FENG Yongcun, LI Xiaorong, LIU Jie, SU Feiyu, HU Han

Funds: National Science and Technology Major Project(2025ZD1011100)
  • 摘要: [目的] 为了提高断层滑动数据中应力张量反演的计算效率与精度,解决传统网格搜索方法计算耗时大、易陷入局部最优等问题,开展了基于智能优化算法的应力反演研究。[方法和过程] 提出一种基于 Quantum-behaved Particle Swarm Optimization(QPSO,量子群优化)算法的断层滑动数据反演方法,将应力张量参数化为应力主轴方向的三欧拉角(α、β、γ)及形参数(应力比Φ),构成四维变量,构建以剪切力-滑移夹角为核心的适配度函数;通过借鉴精英学习策略,引入奖惩反馈机制和张量距离量化方法以提高个体搜索能力与种群多样性。利用模拟断层数据集,设定多组应力模型,通过对比网格搜索法与QPSO反演法的识别效率与精度,开展反演效果验证。[结果] 结果表明,所提出的QPSO反演法在非收敛率低于8%条件下,反演时间仅为传统方法的约1/27;在高维多峰复杂空间中亦可快速收敛,准确识别出正断型、逆断型与走滑型应力状态,聚类效果清晰,表现出良好的稳定性和物理一致性。[结论] 该方法在断层滑动信息反演地应力场方面具有显著优势,具备计算效率高、适应性强、收敛速度快等特点,可为区域地应力场反演、震源机制分析等提供有效技术支撑,并为智能优化算法在地质力学领域的深度融合提供了方法参考与理论基础。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-30
  • 修回日期:  2025-11-30
  • 录用日期:  2025-12-03
  • 预出版日期:  2025-12-12

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