遗传规划在复杂地层盾构滚刀磨损寿命预测中的应用

本文主要探讨了在复杂地层条件下，盾构掘进过程中盾构滚刀磨损问题的挑战。盾构施工过程中，滚刀磨损严重，且其使用寿命预测存在诸多困难，由于影响因素多元化和不确定性，传统的预测方法往往难以准确把握。本文研究的核心问题是如何有效地预测在复杂地质环境下盾构滚刀的磨损寿命。 作者首先分析了影响滚刀磨损寿命的关键因素，包括安装半径、掘进距离、贯入度、刀间距以及刀盘转速。这些因素对滚刀的耐用性有显著影响，因此需要深入理解它们与磨损寿命之间的动态关系。遗传规划，作为一种优化算法，被应用于这个问题中，它能处理多变量和非线性关系，将磨损寿命预测问题转化为一个可以通过迭代优化求解的程序归纳问题。 遗传规划通过构建树状函数表达式，模拟了滚刀在不同参数条件下的磨损过程，以此建立了一个复杂地层盾构滚刀磨损寿命的预测模型。这个模型的优势在于能够捕捉到各种因素的交互作用，并通过工程测试验证其有效性。测试结果显示，该模型相较于简化CSM模型具有显著的性能提升，平均预测误差仅为16.07%，均方差为0.0016，这表明模型在预测准确性上有了显著的进步，成功解决了滚刀磨损寿命预测难题。 本文的贡献在于提出了一种创新的预测方法，即利用遗传规划来解决复杂地层盾构滚刀磨损寿命预测问题，为盾构施工过程中的设备维护和管理提供了有力的数据支持，有助于提高施工效率并降低维护成本。这对于提升整个行业的工程实践和技术水平具有重要的实际意义。