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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (11): 2202-2212.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.11.010
王海涛1, 周淳2, 孙九春1, *, 王悦1
WANG Haitao1, ZHOU Chun2, SUN Jiuchun1, *, WANG Yue1
摘要: 针对泥水平衡盾构在掘进过程中难以实时辨识刀盘前方地质类型的问题,依托杭州之江路输水管廊及道路提升工程,通过在主驱动位置安装三轴加速度计,分析5类典型地层剖面信息与振动信号的关联性,以刀盘转动1圈的时间为周期,将原始信号划分为若干时间段,构建振动信号短时特征集, 提出主成分分析(PCA)与支持向量机(SVM)相结合的刀盘前方地质类型实时辨识方法。结果表明: 1)地质类型对振动信号有着显著影响,沿Z轴方向(隧道前进方向)振动幅值最高,三轴ERMS加速度中不同类地层条件下刀盘转矩和贯入度参数具有明显的聚类特性。2)PCA-SVM方法对工程沿线5类典型地质类型的识别准确率约97.98%;相比于采用原始加速度信号作为输入参数,采用分时间段提取的时域和频域特征作为输入参数的识别准确率提高23.36%。3)PCA算法能有效减少数据量,缩短模型训练时间约29.2%,提高识别模型准确率约0.3%。