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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的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：CN118070604B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10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：202410240374.4，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的方法是由艾青;刘子豪;顾亦宁设计研发完成，并于2024-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的方法，其主要包括：1选定模型的输入参数和输出参数并建立参数化有限元模型；2结合试验设计和参数化有限元模型获取训练数据；3通过训练数据构建两阶段代理模型并验证预测精度；4提取实际工程的相关参数作为模型的输入，对地层和隧道变形进行预测和拟合。本发明考虑到隧道变形的力学机理，将隧道变形的预测模式从原来的{基坑开挖→隧道变形模式}转变为{基坑开挖→地层变形→隧道变形模式}，在不改变代理模型训练样本数量以及输入参数数量的情况下提高了预测精度。

本发明授权基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的方法在权利要求书中公布了：1.一种基于两阶段代理模型预测基坑开挖引发地层与隧道变形的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：1选定模型的输入参数和输出参数并建立参数化有限元模型；2结合试验设计和参数化有限元模型获取训练数据；3通过训练数据构建两阶段代理模型并验证预测精度；4提取实际工程的相关参数作为模型的输入，对地层和隧道变形进行预测和拟合；步骤1包括：1.1根据敏感性分析结果选定有限元模型的输入参数和输出参数；1.2根据合理的假设与简化，基于有限元建模软件中的参数化设计语言以及软件的脚本程序接口实现仅通过修改模型中的输入参数取值就能自动生成新模型的参数化建模；所述代理模型采用克里金代理模型；步骤3中的两阶段代理模型的构建与验证，主要包括以下步骤：3.1将归一化后的数据分成训练集和验证集两组，将代理模型预测流程分为两个阶段，第一阶段代理模型用于预测地层变形，第二阶段代理模型用于预测隧道变形；首先用归一化后的训练集训练第一阶段代理模型，通过第一阶段代理模型预测地层变形；第一阶段代理模型是通过基坑开挖参数与地层变形参数之间的映射联系建立的代理模型；3.2将步骤1.1中根据敏感性分析结果确定的有限元模型的输入参数,更新为第一阶段代理模型预测的地层变形参数再加上四个隧道与地层相关参数，以此作为第二阶段代理模型的输入参数，隧道变形参数作为第二阶段代理模型的输出参数；第二阶段代理模型的输入参数中的地层变形参数是第一阶段代理模型中直接预测得到的结果，不需要额外的采样与计算；隧道与地层相关参数定义为如下四个隧道参数与地层结构参数的比值：①Rh，隧道中心距离挡土墙水平距离与基坑深度的比值，计算公式为：Rh＝Dh-0.5LH；其中，Dh为隧道中心与基坑中心的距离，L为基坑开挖长度，H为基坑开挖深度；②Rd，隧道中心埋深与基坑深度的比值，计算公式为：Rd＝DvH；其中，Dv为隧道中心埋深；③Rs，隧道衬砌刚度与土体压缩模量比值，计算公式为：Rs＝ElEs；其中，El为隧道衬砌刚度，Es为土体压缩模量；④Rw，隧道衬砌刚度与挡土墙刚度比值，计算公式为：Rw＝ElEA；其中，EA为挡土墙刚度；上述的四个隧道参数Rh、Rd、Rs、Rw均由第一阶段代理模型中的输入参数直接计算得出，故不需要进行额外的采样与计算；3.3将更新后的第二阶段代理模型的输入参数和输出参数归一化后用来训练第二阶段代理模型，再使用第二阶段代理模型预测隧道变形；3.4将第一阶段代理模型和第二阶段代理模型合并，得到两阶段代理模型；将验证集输入参数代入到建立好的第一阶段代理模型与第二阶段代理模型合在一起的两阶段代理模型中进行预测，用预测的结果与原本的参数化有限元计算结果进行比较，验证代理模型预测精度。

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