盾構(gòu)法由于具備施工質(zhì)量好、進度快、對現(xiàn)有城市軌道交通影響小以及施工安全等優(yōu)點,從而在地鐵隧道建設(shè)和地下管線建設(shè)中得到快速的發(fā)展。滾刀作為盾構(gòu)施工中需要更換的部件,其成本大、更換復(fù)雜。如若更換過早會造成資源浪費,如果更換不及時將會導(dǎo)致掘進效率低下,嚴重時導(dǎo)致刀盤崩壞,甚至造成生產(chǎn)事故。因此研究滾刀磨損預(yù)測具有重大的意義。對于滾刀的磨損,目前基本依靠經(jīng)驗來進行開倉鑒定,但是頻繁的開倉不但耽誤工期也會增加施工風(fēng)險。因此有必要研究一種更科學(xué)更經(jīng)濟的滾刀磨損預(yù)測的方法。本文將研究一種基于支持向量機技術(shù)的以掘進參數(shù)為特征值的滾刀磨損預(yù)測方法。通過對盾構(gòu)機掘進過程中產(chǎn)生的盾構(gòu)推力、刀盤轉(zhuǎn)矩、千斤頂速度、刀盤轉(zhuǎn)速等幾個主要盾構(gòu)掘進參數(shù)的數(shù)據(jù),來間接對盾構(gòu)滾刀的磨損進行預(yù)測。在工程實踐中,一般認為掘進參數(shù)之間的關(guān)系能反映著滾刀的性質(zhì),反映其磨損狀態(tài),在通過推導(dǎo)后也可以得到含有與滾刀磨損相關(guān)的掘進參數(shù)關(guān)系表達式。本文原創(chuàng)性的推導(dǎo)出新型的掘進參數(shù)關(guān)系表達式,并針對常用的17英寸以及19英寸滾刀,在該公式基礎(chǔ)上進行了簡化。在推導(dǎo)出掘進參數(shù)與滾刀磨損具備相關(guān)性后,將主要掘進參數(shù)提取出來,將其作為支持向量機的特征... 

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 滾刀磨損檢測技術(shù)概況
        1.2.1 直接監(jiān)測技術(shù)
        1.2.2 間接監(jiān)測技術(shù)
    1.3 滾刀磨損監(jiān)測技術(shù)的研究與發(fā)展
    1.4 研究課題的提出
    1.5 本文主要內(nèi)容及研究思路
    1.6 本章小結(jié)
第二章 盾構(gòu)滾刀磨損原理
    2.1 盾構(gòu)機及滾刀特性
        2.1.1 盾構(gòu)機簡介
        2.1.2 盾構(gòu)機組成
        2.1.3 盾構(gòu)刀具分類
        2.1.4 刀盤結(jié)構(gòu)
        2.1.5 滾刀布置
        2.1.6 滾刀磨損特征
    2.2 滾刀磨損受力模型
        2.2.1 Boussinesq彈性力學(xué)解
        2.2.2 滑移場理論
        2.2.3 伊萬斯理論
        2.2.4 秋三藤三郎公式
        2.2.5 科羅拉多礦業(yè)學(xué)院模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 滾刀磨損與掘進參數(shù)的關(guān)聯(lián)
    3.1 關(guān)鍵掘進參數(shù)的關(guān)系推導(dǎo)
        3.1.1 切削力模型選擇
        3.1.2 有效推力
        3.1.3 有效扭矩計算
        3.1.4 有效推力與有效扭矩表達式
        3.1.5 掘進參數(shù)關(guān)系計算式的簡化
    3.2 盾構(gòu)推進阻力
        3.2.1 盾殼與周圍土體的摩擦力
        3.2.2 刀盤面板的推進阻力
        3.2.3 管片與盾尾間的摩擦阻力
        3.2.4 切口環(huán)貫入地層的阻力
        3.2.5 轉(zhuǎn)向阻力
        3.2.6 牽引后配套設(shè)備的牽引阻力
    3.3 刀盤轉(zhuǎn)動阻力扭矩
        3.3.1 刀盤切削扭矩
        3.3.2 刀盤自重形成的軸承旋轉(zhuǎn)反力矩
        3.3.3 刀盤軸向推力荷載形成的旋轉(zhuǎn)阻力矩
        3.3.4 主軸承密封裝置摩擦力矩
        3.3.5 刀盤前表面摩擦扭矩
        3.3.6 刀盤圓周面的摩擦反力矩
        3.3.7 刀盤背面摩擦力矩
        3.3.8 刀盤圓周面的摩擦反力矩
    3.4 基于掘進參數(shù)的預(yù)測模型
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于支持向量機的滾刀磨損預(yù)測
    4.1 機器學(xué)習(xí)原理
        4.1.1 機器學(xué)習(xí)問題的描述
        4.1.2 經(jīng)驗風(fēng)險最小化原則
    4.2 統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論
        4.2.1 學(xué)習(xí)一致性問題
        4.2.2 VC維
        4.2.3 結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化
    4.3 支持向量機原理
        4.3.1 最優(yōu)分類面
        4.3.2 廣義最優(yōu)分類面
        4.3.3 線性支持向量機
        4.3.4 非線性支持向量機
    4.4 多分類支持向量機
        4.4.1 一對多組合算法
        4.4.2 一對一組合算法
        4.4.3 二叉樹分類
    4.5 基于支持向量機的滾刀磨損預(yù)測模型的建立
        4.5.1 訓(xùn)練集的選擇
        4.5.2 訓(xùn)練特征的選擇
        4.5.3 核函數(shù)的選擇
        4.5.4 模型參數(shù)的選擇
    4.6 本章小結(jié)
第五章 盾構(gòu)滾刀磨損識別系統(tǒng)設(shè)計
    5.1 總體框架
        5.1.1 數(shù)據(jù)采集
        5.1.2 數(shù)據(jù)處理
        5.1.3 數(shù)據(jù)分析
    5.2 程序設(shè)計
        5.2.1 編譯環(huán)境
        5.2.2 設(shè)計方法
        5.2.3 軟件需求分析
    5.3 軟件界面設(shè)計
        5.3.1 主界面
        5.3.2 數(shù)據(jù)處理選項
        5.3.3 數(shù)據(jù)分析選項
        5.3.4 其他設(shè)置
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于支持向量機的滾刀磨損預(yù)測應(yīng)用
    6.1 工程背景
        6.1.1 工程概況
        6.1.2 工程地質(zhì)
        6.1.3 本工程盾構(gòu)及設(shè)備配置
    6.2 掘進參數(shù)分析
        6.2.1 總推力分析
        6.2.2 扭矩分析
        6.2.3 掘進速度分析
    6.3 盾構(gòu)滾刀磨損在線監(jiān)測
        6.3.1 監(jiān)測說明及程序初始選項
        6.3.2 支持向量機分類分析
        6.3.3 結(jié)論
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3708105