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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (3): 599-608.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.03.013
郭栩含, 赵文*, 柏谦, 李佳龙
GUO Xuhan, ZHAO Wen*, BAI Qian, LI Jialong
摘要: 为解决传统土压平衡盾构渣土改良效果评价方法依赖室内试验结果、指标分析相互独立,以及现有掘进参数预测模型未考虑改良剂参数的局限,提出一种同时考虑掘进参数、地层参数与改良剂参数的渣土改良效果分级与预测模型。依托沈阳地铁3号线砂土地层盾构区间1 372环掘进数据,选取场切深指数(IFP)、转矩切深指数(ITP)和贯入度(S)作为渣土改良效果评价指标,经数据清洗、异常值剔除及标准化处理后,通过K-means聚类算法建立“优、良、中、差”4个等级的渣土改良效果评价模型。在此基础上,进一步融合地层参数与改良剂参数,构建随机森林(RF)、极端随机树(ET)和梯度提升回归(GBR)3种模型对掘进参数进行预测。结果表明: 1)K-means聚类算法能有效区分改良效果等级; 2)ET模型对掘进参数的预测性能最优,对IFP、ITP、S预测的决定系数R2分别为0.877 1、0.881 2、0.843 4; 3)基于测试集验证的分级-预测模型总体准确率为80.69%。