基于Copula-BN的盾构刀盘磨损和掘进效率研究

摘要

地铁带给城市居民工作、生活极大的方便，是维持一座城市正常运转的交通命脉，所以对地铁工程施工的研究成为社会关注的焦点。地铁工程造价昂贵，如何在保证施工安全的前提下，提高地铁施工的速率，成为控制地铁建设成本的重要因素。如何在现有的数据基础上，建立合理可靠的理论模型，为隧道工程保证预期耗资，甚至是优化建设效率也是值的关注的问题。同时，基于隧道建设是个长期的过程，如何根据现有数据进行合理的预测也是极具价值的研究方向。 本文针对隧道施工多因素耦合影响下，基于考虑多因素之间的联动效应、不确定性条件下，对隧道施工过程中重点的刀具磨损和掘进效率两个方面进行了分析，详细论证了两个模型的理论基础。同时，针对每个模型使用了工程实例进行仿真分析，研究得到的结果进一步佐证了理论模型设计与运用的合理性。并在合理的基础上，对两者进行了预测分析，为实际的隧道施工提供更多更接近客观情况的理论模型。 在土压盾构刀盘滚刀磨损量分析预测中，本文使用了二维Copula预测模型，结合滚刀磨损量预测的理论公式，得到了最优Copula函数，并结合工程数据推算出最适宜更换刀片的位置。在土压平衡盾构掘进效率分析中，使用了PCBN分析模型，构建了土压盾构刀盘掘进效率分析指标体系，总结了掘进速度与指标体系中其他各项指标之间的相依性。并根据相依性关系进一步的进行了预测，提出了优化掘进速度应当注意的核心参数指标。

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