一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法及系统

本发明涉及铁路隧道建设，特别是涉及一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法及系统。

背景技术：

1、在铁路隧道的建设过程中，隧道开挖稳定性会受到复杂地质环境的影响。其中，高地应力条件下，脆性硬岩在开挖卸荷后诱发的动力失稳现象，即岩爆，严重影响着隧道开挖的安全施工，存在重大的生命财产安全隐患。柔性防护网作为一种新兴聚合物材料，采用聚合长丝纤维及先进的涂层技术制成，具有高强度高韧性的特点。柔性防护网可在岩爆防护中替代传统金属网，起柔性缓冲和柔性释能作用。柔性防护网虽然吸能效果强于普通钢丝网，但其刚度较小，在喷射混凝土过程中容易震动。在喷射一片区域时，已经喷上混凝土的区域由于柔性防护网的震动而出现混凝土掉落现象，产生极大的材料与施工时间的浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法及系统，以实现在保证挂浆率的前提下，降低成本。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，所述方法包括如下步骤：

4、设置柔性网施工的每个施工因素的不同水平值；所述施工因素包括：条带宽度、网孔尺寸和锚杆间距；

5、基于每个施工因素的不同水平值，构建正交试验表；

6、获取正交试验表中每组试验数据的试验结果；所述试验结果包括挂浆率和施工成本；任意一组所述试验数据均包括每个施工因素的水平值；所述试验结果基于正交试验表进行柔性网挂浆试验获得；

7、对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果；

8、对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，确定每个施工因素的最优参数。

9、可选的，对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果，具体包括：

10、根据每组试验数据的试验结果，计算每组试验数据的每个试验结果的隶属度；

11、根据每组试验数据的每个试验结果的隶属度，计算每组试验数据的综合评价结果。

12、可选的，根据每组试验数据的试验结果，计算每组试验数据的每个试验结果的隶属度的公式为：

13、

14、其中，snm表示第m组试验数据的第n个试验结果的隶属度，xnm表示第m组试验数据的第n个试验结果，xn1、xn2、xnm分别表示第1组、第2组和第m组试验数据的第n个试验结果，m为试验数据的组数，当n＝1时，第n个试验结果表示挂浆率，当n＝2时，第n个试验结果表示施工成本。

15、可选的，根据每组试验数据的每个试验结果的隶属度，计算每组试验数据的综合评价结果的公式为：

16、

17、其中，tm表示第m组试验数据的综合评价结果，rn表示第n个试验结果的权重，snm表示第m组试验数据的第n个试验结果的隶属度，m为试验数据的组数。

18、可选的，对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，确定每个施工因素的最优参数，具体包括：

19、计算每个施工因素取不同水平值时对应的所有试验数据的综合评价结果之和，作为每个施工因素不同水平值的极差分析结果；

20、分别根据每个施工因素不同水平值的极差分析结果，选取每个施工因素的最优水平值。

21、一种基于正交试验的柔性网施工参数优化系统，所述系统应用于上述的方法，所述系统包括：

22、水平值设置模块，用于设置柔性网施工的每个施工因素的不同水平值；所述施工因素包括：条带宽度、网孔尺寸和锚杆间距；

23、正交试验表构建模块，用于基于每个施工因素的不同水平值，构建正交试验表；

24、试验结果获取模块，用于获取正交试验表中每组试验数据的试验结果；所述试验结果包括挂浆率和施工成本；任意一组所述试验数据均包括每个施工因素的水平值；所述试验结果基于正交试验表进行柔性网挂浆试验获得；

25、综合评价模块，用于对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果；

26、极差分析模块，用于对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，确定每个施工因素的最优参数。

27、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

28、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的方法。

29、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

30、本发明实施例提供一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法及系统，所述方法包括：设置柔性网施工的每个施工因素的不同水平值；所述施工因素包括：条带宽度、网孔尺寸和锚杆间距；基于每个施工因素的不同水平值，构建正交试验表；获取正交试验表中每组试验数据的试验结果；对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果；对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，得到每个施工因素的最优参数。本发明通过柔性网挂浆试验，对柔性网参数与锚杆参数进行优化，实现在保证挂浆率的前提下，降低成本。

技术特征：

1.一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，其特征在于，对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果，具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，其特征在于，根据每组试验数据的试验结果，计算每组试验数据的每个试验结果的隶属度的公式为：

4.根据权利要求2所述的基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，其特征在于，根据每组试验数据的每个试验结果的隶属度，计算每组试验数据的综合评价结果的公式为：

5.根据权利要求1所述的基于正交试验的柔性网施工参数优化方法，其特征在于，对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，得到每个施工因素的最优参数，具体包括：

6.一种基于正交试验的柔性网施工参数优化系统，其特征在于，所述系统应用于权利要求1-5任一项所述的方法，所述系统包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种基于正交试验的柔性网施工参数优化方法及系统，属于铁路隧道建设技术领域。所述方法包括：设置柔性网施工的每个施工因素的不同水平值；所述施工因素包括：条带宽度、网孔尺寸和锚杆间距；基于每个施工因素的不同水平值，构建正交试验表；获取正交试验表中每组试验数据的试验结果；对每组试验数据的试验结果进行综合评价，获得每组试验数据的综合评价结果；对每组试验数据的综合评价结果进行极差分析，得到每个施工因素的最优参数。本发明通过柔性网挂浆试验，对柔性网参数与锚杆参数进行优化，实现在保证挂浆率的前提下，降低成本。

技术研发人员：石少帅,张志远,杨为民,王美霞,白逸凡,宋选,王森巍,马世杰
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24