[发明专利]基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法和系统

权利要求书

1.一种基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法，其特征在于，包括：

获取工程数据；

依据所述工程数据计算获得比推力和比扭矩；

依据所述比推力和比扭矩搭建模型数据库，并进行预计算；

基于所述工程数据和所述预计算结果，利用模糊数学方法建立掘进地层围岩分类模糊判别模型；

利用所述掘进地层围岩分类模糊判别模型进行围岩分类判别，同时对异常情况进行识别和判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法，其特征在于，所述工程数据包括盾构隧道工程的盾构掘进参数和刀盘尺寸参数；

其中，所述盾构掘进参数把包括盾构总推力、刀盘扭矩和贯入度；

其中，所述刀盘尺寸参数数据包括刀盘滚刀半径。

3.根据权利要求2所述的一种基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法，其特征在于，所述比推力为所述比扭矩为α_F和β_T为考虑地层变异性的均匀性系数，取值范围为0～1；F为盾构总推力，单位kN；M为刀盘扭矩，单位kN·m；P_v为贯入度，单位mm；r_m为滚刀平均安装半径。

4.根据权利要求3所述的一种基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法，其特征在于，所述模型数据库由所述比推力和所述比扭矩组成；所述预计算包括进行数据集划分和中心点计算；

其中，所述数据集划分过程，包括：

计算模型数据库中所有比推力和比扭矩的平均值；

将小于平均值的数据作为软岩数据集TS_s和FS_s＝{(TS_s1,FS_s1),(TS_s2,FS_s2),……,(TS_sm,FS_sm)}，其中m为软岩数据集的数据点个数；

将大于平均值的数据作为硬岩数据集TS_h和FS_h＝{(TS_h1,FS_h1),(TS_h2,FS_h2),……,(TS_hn,FS_hn)}，其中n＝N–m；

所述中心点计算过程，包括：

计算所述软岩数据集的均值，将该均值作为软岩中心点p₁(TS_sc,FS_sc)；

计算所述硬岩数据集的均值，将该均值作为硬岩中心点p₂(TS_hc,FS_hc)。

5.根据权利要求4所述的一种基于盾构施工参数评定掘进中围岩等级的确定方法，其特征在于，所述基于所述工程数据和所述预计算结果，利用模糊数学方法建立掘进地层围岩分类模糊判别模型，包括：

对围岩等级进行划分；

以比扭矩TS作为x轴，比推力FS作为y轴，将盾构机操作每一环的参数绘制在一个平面中，获得掘进特性空间Ξ；

将所述特性空间Ξ进行区间分类；

基于所述区间分类确定模糊集；

计算掘进参数点与所述模糊集之间的距离，并归一化处理；

基于归一化后的距离，计算所述掘进参数点的隶属度；

基于所述隶属度确定围岩分类评价标准。