[發明專利]一種盾構施工數據的挖掘方法和系統

在審

• 申請號: 202211514054.0
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115718947A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 衛海梁;王磊;王念;沈水龍;周鑫慧;夏苓;陳賀;侯永兵;安普振;邱騰;周裕金;李志坡;李俊;朱立國
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司;汕頭大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;張琳

1.一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，包括：

根據地質鉆孔數據和隧道埋深獲取盾構機穿越土層的類別；

從所述地質鉆孔數據獲取地質參數，計算每種類別的土層的面積占比，依據所述面積占比對所述地質參數進行加權；

收集盾構機穿越鉆孔位置處的掘進參數并預處理；

擬合預處理后的所述掘進參數和所述地質參數，獲得掘進參數和地質參數關系式；

基于所述掘進參數和地質參數關系式與待掘進區域地質參數預測盾構掘進參數。

2.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述地質鉆孔數據包括每種地層類型的厚度和地質參數，所述地質參數包括內摩擦角黏聚力c、含水率w；

所述隧道埋深為隧道頂部與鉆孔勘測時的地面之間的垂直距離；所述盾構穿越土層是指隧道掘進斷面頂部至斷面底部所對應的土層，即鉆孔深度從隧道埋深處至向下一個盾構直徑范圍內的勘測土層。

3.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述面積占比的計算方式為：

式中，α_i表示第i種土層占掘進斷面面積的比例；A_i表示第i種土層的面積；A表示盾構掘進斷面的面積；D表示盾構掘進斷面的直徑。

4.根據權利要求3所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，對盾構穿越斷面的地質參數進行加權的方法為：

式中，P表示加權后的地質參數；I表示盾構掘進斷面由I種土層組成；α_i表示第i種土層占掘進斷面面積的比例；P_i表示第i種土層的地質參數。

5.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述掘進參數包括盾構推力和刀盤扭矩。

6.根據權利要求5所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述預處理選用三倍標準差降噪處理，即

|X-μ|≥3σ

式中，X指盾構掘進參數，μ指盾構掘進參數的均值，σ指掘進參數的標準差。

7.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述擬合為線性擬合，所述線性擬合過程中選取掘進參數為自變量、地質參數為因變量。

8.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，通過擬合優度R²的大小評估所述擬合結果，其中：

所述擬合優度R²的表達式為：

式中，表示第j個擬合后的值，y_j表示第j個實際值，表示所有實際值的均值。

9.根據權利要求1所述的一種盾構施工數據的挖掘方法，其特征在于，所述掘進參數與地質參數的表達關系式為：

P＝f(X)

式中，P指掘進參數，X表示地質參數，f表示地質參數X按照對應法則得到掘進參數P。

10.一種盾構施工數據的挖掘系統，其特征在于，包括：

地質數據模塊，所述地質數據模塊根據地質鉆孔數據和隧道埋深獲取盾構機穿越土層的類別；

加權模塊，所述加權模塊從所述地質鉆孔數據獲取地質參數，計算每種類別的土層的面積占比，依據所述面積占比對所述地質參數進行加權；

掘進數據模塊，所述掘進數據模塊收集盾構機穿越鉆孔位置處的掘進參數并預處理；

擬合模塊，所述擬合模塊擬合預處理后的所述掘進參數和所述地質參數，獲得掘進參數和地質參數關系式；

預測模塊，所述預測模塊基于所述掘進參數和地質參數關系式與待掘進區域地質參數預測盾構掘進參數。