已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Intelligent prediction method for underbreak extent in underground tunnelling

量子隧道 均方误差 演习 混乱的 极限学习机 工程类 参数统计 结构工程 计算机科学 算法 数学 统计 人工智能 人工神经网络 材料科学 机械工程 光电子学
作者
Ming Tao,Zhixian Hong,H. Zhao,Mingsheng Zhao,Dong Wang
出处
期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences [Elsevier BV]
卷期号:176: 105728-105728 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ijrmms.2024.105728
摘要

Underground tunnel excavation using the drill-and-blast method often results in underbreak occurrences due to improper blasting parameters and complex geological environment. This underbreak phenomenon has a profound impact on tunnel safety, stability and construction costs. Traditional approaches for predicting underbreak extent (UE) through field measurements and theoretical models exhibit limitations in terms of accuracy and efficiency. Consequently, it is urgent to develop a novel approach for UE prediction in tunnelling operations. In this paper, extreme gradient boosting (XGBoost) is first applied as the foundational algorithm, and slime mould algorithm (SMA) is implemented for tuning hyper-parameters of XGBoost. Meanwhile, six chaotic maps are integrated with SMA to initialize the population and improve the optimization performance. Subsequently, a dataset of 250 samples is collected from three underground mines in China, involving ten influential factors (RMR, uniaxial compressive strength (UCS), vertical principal stress (σv), lateral pressure coefficient (λ), excavation area (EA), powder factor (PF), specific charge (SC), advance length (AL), periphery hole burden (HB)and periphery hole spacing (HS)). Additionally, four indices, i.e., coefficient of determination (R2), variance accounted for (VAF), mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE), are used to evaluate the comprehensive performance of these proposed COSMA-XGBoost models and four common machine learning models. Finally, a parametric sensitivity analysis is performed, and the optimal intelligent model is applied in practical tunnelling projects. The results indicate that chaotic optimized SMA models have better convergence ability and higher accuracy compared with the original SMA model. Notably, the PSMA-XGBoost model outperforms other models as the R2, VAF, MAE and RMSE values for the testing set are 0.979, 95.79%, 4.176 and 4.884, respectively, whereas 0.968, 94.25%, 4.274 and 5.012, respectively for training set. EA, RMR and UCS exhibit significant effects on UE. In practical tunneling projects, the engineering application of the PSMA-XGBoost model demonstrates its feasibility and efficiency in predicting UE within underground tunnels.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
josh发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
2秒前
传奇3的应助被sxystc采纳,获得10
3秒前
万事顺遂发布了新的文献求助10
3秒前
蒲勇兵发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
MAHO发布了新的文献求助10
7秒前
ytc完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
丘比特的应助被蒲勇兵采纳,获得10
9秒前
小马甲的应助被蒲勇兵采纳,获得10
9秒前
10秒前
无月即明完成签到 ,获得积分10
11秒前
wenwenwang完成签到 ,获得积分10
12秒前
AKN完成签到,获得积分10
13秒前
HK完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
檀个多多这样的关注了科研通微信公众号
17秒前
MAHO完成签到,获得积分10
19秒前
Xu完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研通AI6.4的应助被万事顺遂采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
十三号失眠完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
sxystc发布了新的文献求助10
26秒前
黎陌完成签到 ,获得积分10
26秒前
眉姐姐的藕粉桂花糖糕完成签到 ,获得积分10
27秒前
ninini发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
29秒前
DW的应助被用户0720采纳,获得10
29秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
29秒前
hejingruuu完成签到 ,获得积分10
29秒前
辞一完成签到 ,获得积分10
29秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
29秒前
12Nightz的应助被科研通管家采纳,获得20
29秒前
gu完成签到,获得积分10
31秒前
蒲勇兵发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7791825
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9329108
关于积分的说明 20426761
捐赠科研通 7381474
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323563
关于科研通互助平台的介绍 2471374
邀请新用户注册赠送积分活动 2340568