泥水式盾构机掘进参数分析与优化

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:opcs2009
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以南京某隧道工程为背景,针对松散的粉细砂层地质及其水文地质、施工条件、施工设备条件等因素,深入分析大直径泥水盾构机在施工过程中的主要掘进参数取值情况,并根据工程实际对掘进参数进行优化分析,找到最优的掘进参数匹配情况,确定出掘进参数的取值范围。将数据集中的异常值进行剔除处理,并利用统计分析方法,逐个分析掘进参数总体走势和频数分布图,对比掘进参数之间的趋势和走势,初步判断掘进参数的异常反应原因,并对粉细砂层盾构施工过程中的主要掘进参数取值范围进行汇总,为后文分析奠定基础。利用相关性分析找到掘进参数之间的相关性的量化关系。根据此关系将掘进参数之间的关系分为极强正(负)相关、强正(负)相关、中等正(负)相关、弱正(负)相关、极弱正(负)相关等关系,利用专家经验和专业知识对掘进参数进行剔除或保留;利用一元回归分析定量的表述掘进参数之间极强相关、强相关之间的关系;利用多元回归分析找到掘进速度、刀盘扭矩、工作仓压力、总推力和贯入度的拟合模型;针对上述多元回归模型的基础上,利用Light GBM算法对主要的掘进参数进行拟合效果进行优化,对比分析两方法的优劣性确定最优的方案;最后将上述关系集成在掘进效率知识图谱中方便后续的存储和查询。在掘进参数的优化中根据盾构机施工地质的可掘进性定义和表述指标,分析盾构机在粉细砂层中的指标变化,验证位移法指标和强度法指标中是否具有统一性;根据验证结果通过孤立森立算法和滑窗手段找到粉细砂层中掘进阶段数据集的掘进参数取值范围,从而对盾构机中贯入度的取值范围进行优化分析。依据掘进比能概念,利用遗传算法寻找粉细砂层中掘进效率较好的掘进参数匹配情况,确定出主要的掘进参数取值范围,为实际的工程提供参考和借鉴。
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