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专利号: 2023102107549
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于高斯过程回归的隧道支护方案决策方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:采集隧道当前几何参数和地质参数;

步骤2:在支护参数取值范围内对每类支护参数均匀采样M次,并组合成N组可选支护方案;

步骤3:在N组可选支护方案中随机抽取k组备选支护方案,按照步骤1中参数和该k组备选支护方案中支护参数建立对应数值模型获取支护后围岩稳定性计算值及支护费用;

步骤4:基于步骤3中已计算的k组备选支护方案支护后围岩稳定性,计算其余N‑k组可选支护方案支护后围岩稳定性高斯分布参数,采用拉丁超立方抽样为其余N‑k组可选支护方案生成一组围岩稳定性随机值,记录该组围岩稳定性最大值对应的支护方案,重复t次拉丁超立方抽样,统计其余N‑k组可选支护方案取得围岩稳定性最大值的频数;

步骤5:选取步骤4中频数最大的可选支护方案作为新增备选支护方案,按照步骤1中参数和该组备选支护方案中支护参数建立对应数值模型获取支护后围岩稳定性计算值及支护费用;

步骤6:基于既有已计算的备选支护方案支护后围岩稳定性更新其余可选支护方案支护后围岩稳定性高斯分布参数,并重复步骤4和步骤5选取新增备选支护方案并获取支护后围岩稳定性计算值及支护费用,直到连续两次选取的新增备选支护方案间欧氏距离小于规定阈值,停止计算,欧式距离d计算公式为:式中c为支护参数种类个数, 为任意连续两次选取的新增备选支护方案中前一支护方案中第i个参数, 为后一支护方案中第i个参数;

步骤7:根据所有备选支护方案支护后围岩稳定性计算值及支护费用,筛选出支护后围岩稳定性及支护费用均满足要求的方案,并生成支护后围岩稳定性‑支护费用曲线,依据该曲线选取最佳支护方案,发送至现场施工人员。

2.如权利要求1所述基于高斯过程回归的隧道支护方案决策方法,其特征在于,所述步骤2中N组可选支护方案,N的个数为:c

N=M

式中c为支护参数种类个数。

3.如权利要求1所述基于高斯过程回归的隧道支护方案决策方法,其特征在于,所述步骤4中其余N‑k组可选支护方案支护后围岩稳定性高斯分布参数,其计算过程为:对于其余N‑k组可选支护方案中任一可选支护方案,采用指数核函数计算该支护方案与已计算的备选支护方案支护后围岩稳定性间协方差向量;

基于该协方差向量计算该可选支护方案支护后围岩稳定性高斯分布参数。

4.如权利要求1所述基于高斯过程回归的隧道支护方案决策方法,其特征在于,所述步骤7中最佳支护方案为支护后围岩稳定性‑支护费用曲线中围岩稳定性与支护费用比值最大的点所对应的支护方案。

5.采用权利要求1 4任一所述基于高斯过程回归的隧道支护方案决策方法所构成的系~统,其特征在于,包括信息采集模块、处理模块和决策模块;

信息采集模块用于采集隧道当前几何参数和地质参数;

处理模块用于生成可选支护方案,建立数值模型获取支护后围岩稳定性计算值及支护费用;采用高斯过程回归基于既有的备选支护方案选取新增备选支护方案,并比选出支护后围岩稳定性最大值所对应的支护方案;根据所有备选支护方案支护后围岩稳定性计算值及支护费用,筛选出支护后围岩稳定性及支护费用均满足要求的方案,并生成支护后围岩稳定性‑支护费用曲线;

决策模块用于计算支护后围岩稳定性‑支护费用曲线中围岩稳定性与支护费用比值最大的点对应的支护方案,并将该支护方案发送至现场施工人员进行施工指导。