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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (10): 1906-1918.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.10.009
姜炜1, 宋仁杰2,*, 伍毅敏2, 傅鹤林2, 黄乐3
JIANG Wei1, SONG Renjie2, *, WU Yimin2, FU Helin2, HUANG Le3
摘要: 为解决基于图像的掌子面前方围岩预测易受环境干扰的问题,提出一种以纵向位移曲线(LDP)(可反映围岩自身的强度属性)为输入的轻量化预测思路。首先通过数值模拟对3类围岩(GSI=15、30、50)在9种组合形式下的LDP曲线演化规律进行分析及总结,再基于融合时空注意力机制的一维卷积神经网络(1D-CNN)构建掌子面前方围岩预测模型。研究结果表明: 1) 均匀地层方案总体上变形量先增大再减小; GSI为15时,整体变形量较大; 含地层分界面的方案在地层分界面之前变形量先增大再减小,在地层分界面之后的变形量与地层分界面之后的岩性参数相关。2) 融合时空注意力机制的一维卷积神经网络模型以LDP纵向变形曲线数据进行输入,根据LDP纵向变形曲线的特征对地层进行分类,其预测准确率为0.88。3) 将所提出的模型与不同变体模型进行对比分析,结果显示融合时空注意力机制的1D-CNN在参数量较低的情况下取得了最高的准确率。