[发明专利]一种隧道围岩变形预测方法及预测装置

说明书

本发明提供一种隧道围岩变形预测方法及预测装置，所述预测方法包括：采集多条隧道围岩的每一个断面的多个测点处的变形监测数据，其中，在每一条隧道围岩的每一个断面布置多个测点；将每一条隧道围岩对应的变形监测数据输入预先训练后的支持向量回归模型中，输出每一条隧道围岩的围岩预测变形量。本发明对多条隧道围岩的多个断面的多个测点的变形监测数据进行采集，并根据多个测点的变形监测数据对回归模型进行训练，由于隧道围岩的不同断面的测点处的数据特征向量会有差异，因此，本发明考虑了影响隧道围岩变形的诸多因素，使得最终训练的模型输出的围岩变形的预测结果会更加准确。

技术领域

本发明属于隧道工程建设技术领域，尤其涉及一种隧道围岩变形 预测方法及预测装置。

背景技术

在隧道围岩的建设中，隧道围岩的安全性至关重要，因此，对于 隧道围岩的安全监测非常重要，同样，通过监测隧道围岩的变形来表 征隧道围岩的安全性。

隧道围岩变形监测是指使用全站仪、水准仪、塔尺、收敛计等仪 表、仪器对隧道周边收敛、拱顶下沉和地表下沉等项目进行监控量测。 在此基础上针对变形数据进行分析和预测，不仅可以为后续施工提供 指导，还可以确保隧道施工安全，减少施工事故，提高施工质量。

目前使用最为广泛的是非线性回归模型、多项式模型、ARIMA(自 回归差分滑动平均模型)、灰色模型等方法，这些方法均是基于测点历 史数据建立隧道围岩变形预测模型，对测点变形进行预测。但是在建 立隧道围岩变形预测模型时，通过少数几个测点的历史监测数据进行 训练，且考虑历史监测数据的单一因素，这样建立的隧道围岩变形预 测模型对隧道围岩的变形量的预测结果不够准确。

发明内容

为克服上述现有的考虑因素单一导致预测结果不准确的问题或者 至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种隧道围岩变形预测 方法及预测装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种隧道围岩变形预测方法， 包括：

采集多条隧道围岩的每一个断面的多个测点处的变形监测数据， 其中，在每一条隧道围岩的每一个断面布置多个测点；

将每一条隧道围岩对应的变形监测数据输入预先训练后的支持向 量回归模型中，输出每一条隧道围岩的围岩预测变形量。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

进一步的，所述采集多条隧道围岩的每一个断面的多个测点处的 变形监测数据之前还包括：

利用训练样本集对预先构建的支持向量回归模型进行训练，所述 训练样本集中包括每一条隧道围岩的多个测点的变形监测数据。

进一步的，提取所述训练样本集中每一条隧道围岩的每一个测点 处的变形监测数据的特征向量以及每一个测点处的实测围岩变形量， 构成训练样本特征向量集。

进一步的，所述利用训练样本集对预先构建的支持向量回归模型 进行训练包括：

将所述训练样本特征向量集中的每一个特征向量输入预先构建的 支持向量回归模型中，输出每一个特征向量对应的围岩预测变形量；

计算由所述支持向量回归模型输出的与每一个特征向量对应的围 岩预测变形量与实测围岩变形量之间的损失；

调整所述支持向量回归模型的回归参数值，直到每一个特征向量 对应的损失均小于预设阈值，且所述训练样本集中的每一个特征向量 对应的损失之和最小。

进一步的，所述将每一条隧道围岩对应的变形监测数据输入预先 训练后的支持向量回归模型中，输出每一条隧道围岩的围岩预测变形 量包括：

对于任一条隧道围岩，提取所述任一条隧道围岩的多个测点的变 形监测数据的特征向量；