1.一种针对隧道围岩的TBM分级方法,其特征在于,所述方法包括:获取待测围岩对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及全断面隧道掘进机TBM采集所述待测围岩时的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数;基于所述待测围岩对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及所述TBM对应的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数,利用模型进行预测处理,生成所述待测围岩对应的可掘性指数;基于BQ分级法对所述待测围岩进行初步分级,生成所述待测围岩对应的实际质量指标;根据围岩TBM分级表,基于所述待测围岩对应的可掘性指数以及所述待测围岩对应的实际质量指标,确定所述待测围岩对应的TBM等级。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:针对若干第一围岩样本中任一第一围岩样本:获取所述第一围岩样本对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及TBM采集所述第一围岩样本时的准净掘进速度、现场贯入度指数和扭矩贯入度指数;将所述磨蚀性指数、所述单轴抗压强度、所述现场贯入度指数,以及所述扭矩贯入度指数共同作为训练样本;基于所述准净掘进速度和参考净掘进速度的比值,得到所述第一围岩样本对应的可掘进指数真实值;以所述可掘进指数真实值为标签,利用反向传播BP神经网络对所述训练样本进行模型训练,并基于模型训练结果调节模型参数;基于若干第一围岩样本中每个所述第一围岩样本对应的训练样本和可掘进指数真实值,进行模型训练,生成多元回归分析模型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:基于若干第一围岩样本中每个所述第一围岩样本对应的准净掘进速度,获得若干准净掘进速度;从若干准净掘进速度中选取最大准掘进速度作为参考净掘进速度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述围岩TBM分级表通过如下方法获得:针对若干第二围岩样本中任一第二围岩样本:基于所述第二围岩样本对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及所述TBM采集所述第二围岩样本时对应的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数;利用多元回归分析模型进行预测处理,生成所述第二围岩样本对应的可掘性指数;基于BQ分级法对所述第二围岩样本进行初步分级,生成所述第二围岩样本对应的实际质量指标;基于若干第二围岩样本中每个所述第二围岩样本对应的可掘性指数以及实际质量指标,进行围岩等级的阈值划分,从而创建围岩TBM分级表。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取全断面隧道掘进机TBM采集所述待测围岩时的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数,包括:获取TBM采集所述待测围岩时的准掘进数据;所述准掘进数据至少包括:TBM单刀的准推力和准扭矩,以及TBM的准贯入度和准净掘进速度;基于所述TBM单刀的准推力和所述TBM的准贯入度,确定TBM采集所述待测围岩时的现场贯入度指数;基于所述TBM单刀的准扭矩和所述TBM的准贯入度,确定TBM采集所述待测围岩时的扭矩贯入度指数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取TBM采集所述待测围岩时的准掘进数据,包括:获取TBM在一次完整掘进过程中所采集所述待测围岩对应的预掘进数据;其中,所述一次完整掘进过程包括:启动阶段、上升阶段、稳定阶段、下降阶段,以及停机阶段;根据预选净掘进速度为零,基于二值状态判断函数从所述一次完整掘进所对应的预掘进数据中分别移除所述启动阶段对应的预掘进数据和所述停机阶段对应的预掘进数据,得到剩余预掘进数据;基于阈值法从所述剩余预掘进数据中分别移除所述上升阶段的预掘进数据和所述下降阶段的预掘进数据,得到稳定掘进阶段对应的预掘进数据;并将所述稳定掘进阶段对应的预掘进数据作为TBM采集所述待测围岩时的候选掘进数据;所述候选掘进数据至少包括TBM单刀的候选推力数据集和候选扭矩数据集,以及TBM的候选贯入度数据集和候选净掘进速度数据集;基于所述候选推力数据集的平均值,确定TBM单刀的准推力;基于所述候选扭矩数据集的平均值,确定TBM单刀的准扭矩;基于所述候选贯入度数据集的平均值,确定TBM的准贯入度;基于所述候选净掘进速度数据集的平均值,确定TBM的准掘进速度。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于BQ分级法对所述待测围岩进行初步分级,生成所述待测围岩对应的实际质量指标,包括:获取所述待测围岩对应的岩体饱和抗压强度和岩体完整性系数;基于所述待测围岩对应的岩体饱和抗压强度和岩体完整性系数,确定所述待测围岩对应的岩体基本质量指标;获取所述待测围岩对应的地下水影响修正系数、软弱结构面产状影响修正系数,以及初始应力状态影响修正系数;基于所述地下水影响修正系数、软弱结构面产状影响修正系数,以及初始应力状态影响修正系数,对所述岩体基本质量指标进行修正,得到所述待测围岩对应的实际质量指标。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取待测围岩对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,包括:通过对所述待测围岩进行Cerchar磨蚀试验,获取所述待测围岩的磨蚀性指数;通过对所述待测围岩进行单轴压缩试验,获取所述待测围岩的单轴抗压强度。
9.一种装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取待测围岩对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及全断面隧道掘进机TBM采集所述待测围岩时的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数;预测模块,用于基于所述待测围岩对应的磨蚀性指数和单轴抗压强度,以及所述TBM对应的现场贯入度指数和扭矩贯入度指数,利用模型进行预测处理,生成所述待测围岩对应的可掘性指数;第一生成模块,用于基于BQ分级法对所述待测围岩进行初步分级,生成所述待测围岩对应的实际质量指标;第一确定模块,用于根据围岩TBM分级表,基于所述待测围岩对应的可掘性指数以及所述待测围岩对应的实际质量指标,确定所述待测围岩对应的TBM等级。
10.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的方法。