基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法，包括通过机载振动监测设备采集盾构机掘进过程中的振动信号；采集盾构机的掘进参数；获取钻孔位置处盾构机已开挖的地质条件；构建由掘进参数、振动信号以及地质条件组成的数据库；分析数据库中掘进参数和振动信号的响应关系；根据已知地质条件进行验证，识别不同地质类别；最后采用支持向量机量化不同地质类别的分类边界。本发明专利技术通过联合盾构机的实时掘进参数与振动响应，可以有效识别当前正在开挖的地质条件。识别当前正在开挖的地质条件。识别当前正在开挖的地质条件。

【技术实现步骤摘要】
基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法及系统


[0001]本申请属于盾构掘进
，具体涉及一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法及系统。

技术介绍

[0002]土压平衡盾构机是当前城市地下隧道建设中广泛应用的工程装备，具有开挖快速、操作安全、扰动较小等特点。尽管具备这些优势，土压平衡盾构机的一个主要缺陷是操作手无法直接观察当前正在开挖的地质条件，因此无法根据当前地质条件指导掘进参数的调控，导致盾构掘进参数的设置与前方地质条件的匹配性较差。在实际工程中导致了一系列施工问题，如掌子面失稳、地表沉降超限、刀具磨损等。
[0003]振动监测作为性态诊断或健康监测技术，已经在许多机械领域场景，尤其是旋转机械中，得到了广泛应用。盾构机作业过程中，旋转的刀盘始终与地层相互作用，这种相互作用产生的振动响应中包含了正在开挖的地质条件的信息，因而有望基于盾构机的实时振动响应来识别当前开挖的地质条件。然而，现有的基于盾构机振动响应识别地质条件的方法只关注振动响应与前方地质条件二者的直接关联，忽略了盾构掘进参数对于振动响应的影响，且现有的振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在盾构机的振动部件上设置机载振动监测设备，采集盾构机掘进过程中的振动信号；S2：采集盾构机在掘进过程中的掘进参数；S3：获取钻孔位置处盾构机已开挖的地质条件，并根据岩石基本质量指标进行分类；S4：构建由掘进参数、振动信号以及地质条件组成的数据库，并对数据库中的数据进行预处理；S5：分析预处理过的掘进参数和振动信号的响应关系；S6：根据经岩石基本质量指标分类后的已知地质条件验证掘进参数和振动信号的响应关系，识别不同的地质类别；S7：进行定量化表征，采用支持向量机量化不同地质类别的分类边界。2.根据权利要求1所述的一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述振动部件包括驱动马达、减速机、小齿轮、主轴承、土舱隔板以及螺旋输送机。3.根据权利要求1所述的一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述机载振动监测设备的监测频率为1000Hz。4.根据权利要求1所述的一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述掘进参数包括刀盘转速、扭矩、推进速度、贯入度、总推力、土压平均值、螺旋机速度、螺旋机转矩、膨润土总量、泡沫液体总量、泡沫枪空气总量。5.根据权利要求1或4所述的一种基于振动响应实时识别盾构机前方地质条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，耿自恒，陈仁朋，龚杨凯，任昱豪，朱闽湘，邓鹏，程红战，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：