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申请/专利权人：中国建筑第六工程局有限公司;中建六局交通建设有限公司

摘要：本发明涉及隧道盾构管片技术领域,更具体地说,涉及具有自感知性能的隧道盾构管片及其渗水智能预警方法。隧道盾构管片包括管片本体；若干疏水自感知FRP筋；若干环向预应力FRP筋和纵向预应力FRP筋；若干遇水膨胀FRP筋；光纤传感器阵列；MEMS应变传感器；无线传输模块，无线传输模块与疏水自感知FRP筋、光纤传感器阵列和MEMS应变传感器连接，用于传输监测数据；高分子防水涂层。本发明的智能管片及配套方法技术路线清晰、创新点突出,攻克了现有隧道渗水监测预警的多个技术难题,在传感感知、数据分析、溯源诊断等环节实现了系统性创新突破。

主权项：1.一种基于具有自感知性能的隧道盾构管片的渗水智能预警方法,其特征在于,所述的隧道盾构管片包括:管片本体1,所述管片本体采用高性能纤维增强复合材料制成;若干疏水自感知FRP筋2,所述疏水自感知FRP筋预制在所述管片本体内部,呈网格状分布;若干环向预应力FRP筋和纵向预应力FRP筋,所述环向预应力FRP筋和纵向预应力FRP筋设置在所述管片本体1外侧;若干遇水膨胀FRP筋,所述遇水膨胀FRP筋设置在所述管片本体1外侧;光纤传感器阵列,所述光纤传感器阵列预埋在所述管片本体1内;MEMS应变传感器,所述MEMS应变传感器嵌入在所述管片本体1的拼装螺栓孔内;无线传输模块,所述无线传输模块与所述疏水自感知FRP筋2、光纤传感器阵列和MEMS应变传感器连接,用于传输监测数据;高分子防水涂层,所述高分子防水涂层涂覆在所述管片本体1外壁上;预警方法,包括以下步骤:步骤1:多源数据融合,将所述疏水自感知FRP筋、光纤传感器阵列和MEMS应变传感器采集的应变、温度、湿度、振动监测数据进行汇总,并与管片制造信息、施工参数、环境条件数据关联存储,构建多源异构数据集;步骤2:渗水特征提取,对应变信号进行小波包分解,提取各频段能量特征和奇异值特征对振动信号进行EMD分解,提取本征模态函数的瞬时频率和瞬时幅值特征;步骤3:自适应阈值优化,定义每个监测参数的三个阈值假设,针对材料特性、受力状态和环境因素三个证据源,构建广义证据质量函数,动态优化阈值区间;步骤4:渗水智能诊断,构建基于知识图谱的渗水溯源推理模型,计算渗水监测数据与历史案例的语义相似度,通过图谱嵌入表示学习和最短路径搜索,判别渗水原因、程度和趋势;步骤5:隐患定位和风险评估,融合FRP筋应变分布、振动传播有限元仿真和声发射定位等方法,确定渗漏点坐标,评估渗水参数和风险等级;步骤6:预警信息发布,自动生成和推送渗水预警报告,在隧道监控平台实时发布预警信息,并定期编制隧道渗水预警分析报告。

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