基于XGBoost与元启发式算法相结合的隧道爆破超挖预测与参数优化研究

隧道爆破引起的超挖会对实际工程产生一系列不利影响,为此文章提出了一种基于人工智能的超挖预测与爆破参数优化方法,旨在减少爆破引起的超挖。首先,XGBoost算法分别与两种元启发式算法,即PSO算法、SSA算法结合,以优化XGBoost超参数并提升预测性能。通过四个不同回归指标比较预测模型的准确性,从而优选最佳预测模型。其次,最佳预测模型与PSO和SSA结合,对隧道不同部位分别进行设计参数优化,以减少爆破引起的超挖。最后,对PSO与SSA参数优化效果比较,旨在快速确定最优爆破参数,优化后拱顶至拱肩和拱肩至拱腰的超挖面积仅为3.0963 m^(2)和2.3696 m^(2)。研究结果表明,本模型不仅能准确预测超挖,还能有效优化爆破参数,减少隧道不同部位的超挖面积,显著提升工程施工效率。

高速公路连拱隧道超挖预测及评价研究

通过对金丽温高速公路红枫连拱隧道区的结构面地质特征进行详细分析和现场调查,得出隧道区岩体结构面的特征参数值,在超挖预测中的结构面网络模拟理论及块体理论基础上,利用分析得出的结构面特征参数值对连拱隧道超挖情况进行预测,同时,预测不同块体体积出现的概率以及块体在连拱隧道中可能出现的部位。从分析结果看,连拱隧道的超挖部位主要分布在中导洞与隧道的连接部位;在结构面连通性较好的情况下,在隧道的侧边墙同样会出现较大方量的超挖。最后对隧道超挖预测的结果与现场开挖情况进行对比分析,分析连拱隧道超挖产生的原因,通过验证得出连拱隧道超挖预测的结果与实际结果具有较好的一致性,为连拱隧道的合理开挖提供理论基础。

块体理论在高速公路连拱隧道超挖预测中的应用

通过对金丽温高速公路连拱隧道区的结构面特征进行现场调查,经统计分析得出结构面的特征参数,利用分析出的结构面特征参数值,结合块体理论,对连拱隧道的超挖情况进行预测。首先介绍了块体理论在超挖预测中运用的基本方法,推导了最大块体体积的计算公式,通过编制的计算程序对金丽温高速公路2个连拱隧道的超挖块体大小及位置进行预测。从分析的结果看,超挖问题产生部位主要集中在中导洞与隧道的连接部位,预测的结果与实际情况基本一致。通过预测得出的结果证实了块体理论在高速公路连拱隧道超挖预测中的适用性。

金丽温高速公路连拱隧道超挖预测及原因分析

通过对金丽温高速公路连拱隧道的地质特征进行现场调查,经分析得出隧道区岩体结构面的特征参数,利用分析出的结构面特征参数值,结合隧道超挖预测中的神经网络理论及结构面网络模拟理论,对连拱隧道的超挖情况进行预测。从分析结果看,超挖问题在连拱隧道的施工过程中不可避免,其产生部位主要集中在中导洞与隧道的连接部位,通过预测得出的结果与现场开挖情况进行对比分析说明,隧道的超挖预测理论预测结果与实际有较好的一致性,文中最后针对隧道的特点,分析了产生超挖的基本原因,为确保隧道开挖过程中减少超挖提供依据。

支持向量机在隧洞超挖预测中的应用

介绍了支持向量机算法及围岩破坏模式识别的支持向量机算法,利用支持向量法分类算法对隧道围岩超挖块体的大小进行了分类,并建立了预测模型,计算结果表明用支持向量机能较好地预测超挖块体的大小。

钻爆法施工隧道超挖分析研究

采用钻爆法进行隧道开挖作业时,超挖是隧道施工时普遍存在的问题.在岩石的爆破破碎机理中,以冲击波反射拉伸理论和爆炸气体膨胀破坏理论综合作用占居主流地位.超挖不仅使支护成本增加,还会引起围岩局部应力集中,影响隧道的稳定性.对超挖原因的统计和国内外文献调查研究表明,其主要因素为钻孔精度、爆破技术和施工组织管理.为减少超挖,考虑地质因素和爆破因素的多元回归分析及人工神经网络等超挖预测模型被相继提出,其准确度明显优于前期的峰值粒子速度理论与块体理论.因此,在树立'少超少欠'观点的基础上,还要在提高钻孔水平、合理匹配爆破技术参数、提高施工管理和组织等方面采取一系列控制措施,从而达到减少隧道超挖的目的.