[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211514054.0
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115718947A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 衛(wèi)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(quán)）人: 中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司;汕頭大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;張琳

本發(fā)明公開一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法和系統(tǒng)，包括：提供根據(jù)地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)和隧道埋深獲取盾構(gòu)機(jī)穿越土層的類別；從所述地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)獲取地質(zhì)參數(shù)，計算每種類別土層的面積占比，依據(jù)所述面積占比對所述地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)；收集盾構(gòu)機(jī)穿越鉆孔位置處的掘進(jìn)參數(shù)并預(yù)處理；擬合預(yù)處理后的所述掘進(jìn)參數(shù)和所述地質(zhì)參數(shù)，獲得掘進(jìn)參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)關(guān)系式；基于所述關(guān)系式和待掘進(jìn)區(qū)域地質(zhì)參數(shù)預(yù)測盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)。本發(fā)明將盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與地質(zhì)參數(shù)結(jié)合起來，獲得盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與地質(zhì)參數(shù)之間的關(guān)系，能夠通過盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)斷面的地質(zhì)參數(shù)預(yù)測出待掘進(jìn)區(qū)域的適宜掘進(jìn)參數(shù)，為盾構(gòu)施工提供一定參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道領(lǐng)域，具體地，涉及一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法

背景技術(shù)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，盾構(gòu)隧道施工方法被廣泛用于地下空間的建設(shè)，而盾構(gòu)施工過程會產(chǎn)生大量的施工數(shù)據(jù)。在如今大數(shù)據(jù)時代，如何從盾構(gòu)施工大數(shù)據(jù)中挖掘出對盾構(gòu)機(jī)智能化發(fā)展有用的數(shù)據(jù)是隧道施工領(lǐng)域的重點(diǎn)。當(dāng)前盾構(gòu)施工決策過于依靠工程師的經(jīng)驗判別，而從大量盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)中提煉出潛藏的關(guān)鍵信息可為盾構(gòu)施工的決策提供指導(dǎo)，在一定程度上能夠克服經(jīng)驗指導(dǎo)施工造成的主觀性。盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)挖掘方法對盾構(gòu)隧道建設(shè)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，有必要提出一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法。

針對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮椋?02110183343.6，申請公開號為：CN112963160A，專利名稱為：一種用盾構(gòu)實時掘進(jìn)參數(shù)來識別確定地層特性的方法，該方法主要對盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)出的掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行挖掘，未將盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與地質(zhì)參數(shù)結(jié)合起來挖掘，且現(xiàn)有的盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)挖掘考慮地質(zhì)因素較少，因而難以從多個盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)中直觀反映盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與質(zhì)參數(shù)之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)的挖掘方法，包括：

根據(jù)地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)和隧道埋深獲取盾構(gòu)機(jī)穿越土層的類別；

從所述地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)獲取地質(zhì)參數(shù)，計算每種類別的土層的面積占比，依據(jù)所述面積占比對所述地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)；

收集盾構(gòu)機(jī)穿越鉆孔位置處的掘進(jìn)參數(shù)并預(yù)處理；

擬合預(yù)處理后的所述掘進(jìn)參數(shù)和所述地質(zhì)參數(shù)，獲得掘進(jìn)參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)關(guān)系式；

基于所述掘進(jìn)參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)關(guān)系式與待掘進(jìn)區(qū)域地質(zhì)參數(shù)預(yù)測盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)包括每種地層類型的厚度和地質(zhì)參數(shù)，所述地質(zhì)參數(shù)包括內(nèi)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(gòu)穿越土層是指隧道掘進(jìn)斷面頂部至斷面底部所對應(yīng)的土層，具體的為鉆孔深度從隧道埋深處至向下一個盾構(gòu)直徑范圍內(nèi)的勘測土層。

優(yōu)選地，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(jìn)斷面面積的比例；A_i表示第i種土層的面積；A表示盾構(gòu)掘進(jìn)斷面的面積；D表示盾構(gòu)掘進(jìn)斷面的直徑。

優(yōu)選地，對盾構(gòu)穿越斷面的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)的方法為：

式中，P表示加權(quán)后的地質(zhì)參數(shù)；I表示盾構(gòu)掘進(jìn)斷面由I種土層組成；α_i表示第i種土層占掘進(jìn)斷面面積的比例；P_i表示第i種土層的地質(zhì)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述掘進(jìn)參數(shù)包括盾構(gòu)推力和刀盤扭矩。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理選用三倍標(biāo)準(zhǔn)差降噪處理，其公式為：