Page 73 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

第 46 卷 田浩帆，等： 基于PAWN全局敏感性分析与智能优化算法的岩石RHT本构参数反演 第 5 期

q 50 = 0.146 ）和 个阈值进行分级，将参数敏感性划分为 个显著差异等级：高
中位数（ 75%( q 75 = 0.1724 ) 3 4
敏感（区域Ⅳ）、中高敏感（区域Ⅲ）、中低敏感（区域Ⅱ）、低敏感（区域Ⅰ）4 个敏感性水平，如图 11 所
*
g 、Q 0 、ξ、 f * ；中高敏感性参数：
示。基于该分级指标得到各参数的敏感性分级结果为：高敏感性参数： c s
p * * 。
m
A、ε 、A f 、n f ；中低敏感性参数： N、p el 、 f 、D 1 ；低敏感性参数： n、p co 、B、g t
t
0.7

0.7 g c * 0.6 n f p
Convergency value 0.5 ξ f s * Convergency value 0.5 A
0.6
Q 0
ε m
0.4
A f
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000
Number of evals Number of evals
0.7 N 0.6 n p co
0.6
Convergency value 0.5 D 1 * Convergency value 0.5 B *
p el
f t
0.4
0.4
g t
0.3
0.3
0.2
0.1
0.1 0.2
1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000
Number of evals Number of evals
图 10 各参数收敛趋势
Fig. 10 Convergence diagram of each parameter

上述敏感性分析结果表明，对模型响应具
g c * 0.287 1
g * f * A 、 0.237 6
有显著影响的关键参数包括 、 Q 0 、 ξ 、 、 Q 0
c s
ξ 0.207 0
ε p 、 A f 、 n f ，此类参数主要集中于控制失效面强 f s * 0.174 7
m 0.170 0
n f
0.168 9
度方程和损伤演化过程的核心物理机制上，这 ε m p 0.158 8
A
0.151 3
与 RHT 模型的理论框架相吻合。鉴于中高敏感 Parameter A f 0.148 5
N
参数对模拟结果有决定性影响，本研究不建议直 p el * 0.144 8 Medium-high
f t Medium-low 0.137 8 sensitive area
0.137 6
接套用文献中的经验参数值，而应通过反演等手 n D 1 sensitive area 0.136 3
段 进 行 标 定 。 相 比 之 下 ， 中 低 敏 感 性 参 数 N 、 B p co Low sensitive 0.133 3 Highly sensitive
area
area
0.133 0
* Ⅲ Ⅳ
p el 、 f ∗ 、 D 1 、 n 、 p co 、 B 、 g ∗ 主 要 反 映 在 次 要 破 g t Ⅰ 0.132 4 Ⅱ

t t 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
坏机制方面，如：孔隙压碎压力、孔隙度指数，这 Convergence value
部分参数由于对模型宏观响应影响较小，可以直 图 11 参数全局敏感性排序
接赋予经验值。 Fig. 11 Parameter global sensitivity ranking
在刘殿柱等 [24] 与聂铮玥等 [46] 的研究中，通
ε p 是影响最显著的参数。本研究结果与之存在
过建立弹丸侵彻模型开展敏感性分析，结果表明 A f 、 n f 和
m
差异，这主要源于评价指标的不同。前述研究仅采用侵彻深度作为单一响应指标，而本文则采用应力-应
变曲线的面积差 A 作为综合评价参数，该指标能够系统性地量化模型在线性强化、峰值破坏及软化阶
D
段的整体响应行为，从而更敏感、更全面地捕捉参数变化对模型不同力学阶段的影响。尽管马凯等 [26] 和
李洪超等 [27] 也曾尝试利用 SHPB 试验的应力-应变曲线进行敏感性分析，但其仅基于曲线上的 4 个关键
点进行正交试验和极差分析，忽略了曲线包含的大量数据信息，并且局部敏感性分析未能充分考虑多参
A D 值的全局敏感性分析方法提供了更稳健、更
数同时变化产生的交互效应。相比之下，基于完整曲线
具代表性的参数敏感性排序。
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