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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化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：CN119323071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25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：202411314394.8，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化方法是由方勇;王建锋;马述起;姚相臣;姚志刚;余涛;毕浪;何骏扬;姜逸帆;李瑞涵;应凯臣;王宇博设计研发完成，并于2024-09-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化方法，涉及隧道建设技术领域，其技术方案要点是：该方法通过建立不同围岩状态与支护参数组合下的有限元计算模型，生成大量力学响应样本，同时收集现场实测数据进行补充和修正，利用深度学习算法建立围岩‑支护映射关系模型，根据具体围岩条件与支护响应的关系，智能化地选择符合安全性要求的最优支护参数组合，从而实现支护设计的精准优化。

本发明授权一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于力学响应预测的TBM隧道支护参数优化方法，其特征是：所述方法包括以下步骤： 1确定围岩力学特征：所述围岩力学特征包含单轴抗压强度、杨氏模量、重度、粘聚力、内摩擦角、泊松比、节理面间距和埋深； 2形成支护参数图库：针对施工现场所采用的钢拱架型号与间距、钢筋网直径与间距、钢筋排直径与间距、喷混型号与厚度、锚杆型号、长度与间距、衬砌厚度及其他多种支护参数进行组合，形成支护参数图库； 3确认表征TBM隧道支护性态的力学参数值：将步骤1中的围岩力学特征与步骤2中的支护参数图库进行组合，进行数值仿真试验，基于离散元模型计算，选取5个测点的钢拱架轴力、钢拱架弯矩、钢拱架位移、锚杆轴力、衬砌弯矩、衬砌位移及其他多个表征TBM隧道支护性态的力学参数值； 4广泛收集现场实际围岩力学特征、支护参数样本，并与步骤3中所监测的支护性态的力学参数值共同组成围岩-支护力学响应大数据样本库； 5构建围岩-支护映射模型框架，将围岩力学特征与其力学响应以式1进行归一化： 式中，maxx,minx为护具的最大值与最小值，x′为归一化之后的值；同时对支护参数进行离散化数据编码操作； 通过式2进行1维因果卷积操作： 式中，X＝[x1,x2,…,xT]为输入序列，Y＝[y1,y2,…,yT]为输出序列，W＝[w1,w2,...,wK]为卷积核权重，d为膨胀因子； 通过式3进行Dropout操作： Ydropout＝Ycov⊙d3 式中，Ycov为因果卷积的输出结果，d为与Ycov相同大小的随机掩码矩阵，通过乘积来实现剪枝操作； 通过式4使用ReLU激活函数实现非线性变换： YReLU＝max0,W·Ydropout+b4 式中，W为权重，b为偏置； 通过三个门控机制重置门、更新门、候选激活来控制GRU层的数据流动，更新门的计算公式为： zt＝σWzxt+Uzyt-1+bz5 式中，Wz与Uz是权重矩阵，bz为偏置项； 重置门的计算公式为： rt＝σWrxt+Uryt-1+br6 候选激活的计算公式为： 最终输出为： 6结合步骤4中的围岩-支护力学响应大数据样本库与步骤5形成的围岩-支护映射模型框架，进行模型训练，形成训练好的围岩-支护映射模型； 7对于实际施工中遇到的每种围岩情况，搭配不同支护参数组合以及其对应的力学响应，分别计算安全得分、效率得分和经济得分，针对不同情况对于三个得分选取不同的权重，使用WOA优化算法来实现寻优过程，最终形成参数优化调整。

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