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龙图腾网获悉中铁十四局集团隧道工程有限公司;中铁十四局集团城市发展有限公司;石家庄铁道大学申请的专利一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119962028B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510018205.0，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法是由张纯华;李昊;韦宇;王杰;王选;唐浩;杨文浩设计研发完成，并于2025-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法，属于下穿河流沉降预测领域，包括以下步骤：S1、地质参数采集：在隧道施工前，获取隧道沿线及下穿河流河底的地质参数；S2、三维地质建模：基于步骤S1采集的地质参数，利用三维地质建模软件建立隧道沿线及下穿河流河底的三维地质模型；S3、施工参数设定：根据隧道施工方案，确定盾构下穿河流的施工参数；S4、数值模拟：将三维地质模型和施工参数输入有限元分析软件，对考虑地下水渗流条件下的土体变形进行数值模拟，预测河底在施工过程中的沉降情况。采用上述盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法，能够实时、准确地预测河底沉降情况，为盾构施工提供科学依据，确保隧道施工顺利进行。

本发明授权一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法在权利要求书中公布了：1.一种盾构掘进下穿河流河底沉降预测方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、地质参数采集：在隧道施工前，获取隧道沿线及下穿河流河底的地质参数； S2、三维地质建模：基于步骤S1采集的地质参数，利用三维地质建模软件建立隧道沿线及下穿河流河底的三维地质模型； 步骤S2具体包括以下步骤： S21、将岩土物理力学参数、钻孔数据、地质结构信息、地下水位分布信息导入三维地质建模软件中； S22、构建盾构下穿河流沿线地层的三维地质框架； S221、根据钻孔数据和地质雷达图像，确定地层界面的位置和形态，获得地层界面的二维剖面图； 步骤S221具体包括以下步骤： S2211、基于钻孔数据确定每个钻孔位置的地层界面深度和岩土类型，并将每个钻孔数据均标绘在地图上，形成初步的地层界面分布图； S2212、使用图像处理技术，识别地质雷达图像中的反射波信号，确定地层界面的位置，并将识别出的地层界面位置投影到地图上； S22121、图像预处理：使用高斯滤波去除地质雷达图像中的噪声，而后使用直方图均衡化增强地质雷达图像的对比度； S22122、使用Sobel算子提取地质雷达图像边缘，识别反射波信号； S221221、计算地质雷达图像的水平方向梯度Gx和垂直方向梯度Gy： 式中，R表示卷积核的半径；x+o,y+j表示在当前像素点x,y周围的一个邻域点的坐标；Kxo,j表示位置o,j处Sobel算子的水平方向核值；Kyo,j表示位置o,j处Sobel算子的垂直方向核值； S221222、计算梯度幅值Mx,y和方向θx,y： S221223、比较每个像素点及其周围8个邻域点的梯度幅值，若像素点的梯度幅值不是其所在方向上的最大值，则将其梯度幅值设为0，得到局部最大值； S221224、利用双阈值检测和边缘连接的方式确定最终的边缘点：设定高阈值Thigh和低阈值Tlow，并将梯度幅值大于高阈值Thigh的像素点保留为边缘点，将梯度幅值介于高阈值Thigh和低阈值Tlow之间且其8邻域内存在保留边缘点时的像素点保留，将最终保留的像素点连接获得最终的边缘； S22123、使用傅里叶变换分析频率成分，分析反射波信号的波形特征，确定地层界面的位置： 式中，Fu表示频域信号；fx,y表示时域信号；M和N分别表示地质雷达图像的宽度和高度；e-j2πuxM+vyN表示复指数函数； S22124、使用支持向量机识别待预测地层界面模式： 式中，αq表示拉格朗日乘子；yq表示第q个样本的标签；κxq,x表示核函数，b为偏置项； S22125、确定地层界面位置：将识别出的反射波信号位置从地质雷达图像坐标转换为实际深度： 式中，Z0表示已知点的地层深度；v表示雷达波速；t表示总时间； S2213、基于确定的地层界面位置和初步的地层界面分布图，绘制地层界面的二维剖面图； S222、使用反距离权重插值生成地层界面的三维网格； 在步骤S222中，将待预测区域划分为网格，使用反距离权重插值算法计算每个网格节点的值，再将所有网格节点的值连接起来，形成连续的地层界面，获得地层界面的三维网格，其中反距离权重插值表达式如下： 式中，Zixp表示网格节点i处地层的深度值；表示已知点到网格节点i处的距离；n表示网格点总数； S223、基于地层界面的三维网格确定地层的边界和厚度，建立地质体的三维框架，获得三维地质框架； S23、将地质参数分配到三维地质框架的地层中，并利用克里金插值法将地层中的参数值扩展到整个地层，得到三维地质模型； S24、模型校正与验证； S25、生成三维地质模型的可视化结果； S3、施工参数设定：根据隧道施工方案，确定盾构下穿河流的施工参数； S4、数值模拟：将三维地质模型和施工参数输入有限元分析软件，对考虑地下水渗流条件下的土体变形进行数值模拟，预测河底在施工过程中的沉降情况。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中铁十四局集团隧道工程有限公司;中铁十四局集团城市发展有限公司;石家庄铁道大学，其通讯地址为：250000 山东省济南市市中区二环南路兴隆山庄29号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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