[发明专利]一种TBM隧洞基于振动信号实时的地质参数预测方法

权利要求书

1.一种TBM隧洞基于振动信号的地质参数实时预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在TBM掘进过程中，获取TBM隧洞的地质参数，在不同的地质参数、相同的外部因素情况下实时监测TBM振动信号；

所述的获取TBM隧洞的地质参数包括地质勘探报告中的地质参数和TBM掘进过程中通过振动监测实时得到的地质参数；

所述的不同的地质参数包括抗压强度、抗拉强度、石英含量、围岩等级、裂隙发育情况或完整性；

所述的相同的外部因素为相同的TBM机型、开挖断面；

所述的TBM掘进过程中的振动监测是通过监测多个固定点位的监测点，得到水平、垂直、隧道轴向三个方向的振动参数，振动监测范围覆盖不同的地质条件；

S2、对振动信号进行处理得到振动数据，对振动数据进行小波变换获得时频图；

S3、将振动数据与对应时段的地质参数拆分为训练集、验证集和测试集；

S4、通过训练集数据，建立振动时频图与地质参数的关系模型；

所述的关系模型是选用小波变换基于卷积神经网络建立的预测模型；

S5、通过测试集数据，测试模型并进行模型参数优化；

S6、取验证集数据进行地质参数反演，验证振动信号与地质参数的回归关系；

S7、在模型种输入振动信号，预测地质参数。

2.根据权利要求1所述一种TBM隧洞基于振动信号的地质参数实时预测方法，其特征在于：所述的地质勘探报告中的地质参数通过钻孔取芯试验获得。

3.根据权利要求1所述一种TBM隧洞基于振动信号的地质参数实时预测方法，其特征在于：所述的振动监测的固定点位为3个以上。

4.根据权利要求1所述一种TBM隧洞基于振动信号的地质参数实时预测方法，其特征在于：所述的地质参数反演为建立一定强度范围的频率分布与围岩等级之间的相关关系。

5.根据权利要求1所述一种TBM隧洞基于振动信号的地质参数实时预测方法，其特征在于：所述的地质参数反演为建立每个模态的主频与地质参数的回归关系。