[0001] 本申请涉及隧道监测技术领域，更具体的说，本申请涉及一种用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法及装置。

[0002] 隧道监测技术是指利用各种传感器、设备和方法对隧道结构及其周围环境进行实时、连续的监测与探测的技术体系，其目的在于及时发现隧道工程施工、运营或周边环境变化所引发的形变、位移、压力、水位等问题，以保障隧道工程的安全性、稳定性和可靠性，隧道监测技术涵盖了地质勘察、结构监测、环境监测等多个领域，常用的监测手段包括全站仪、倾斜仪、应变计、水位计等，结合数据采集与处理技术，能够实现对隧道工程全过程的精准监控与管理。

[0003] 岩下隧道施工的隧道形变监测是指利用各种传感器和监测设备对施工的隧道结构及周围地质环境的形变情况进行实时监测，并把监测信息反馈到控制中心的过程，通过连续监测隧道施工中可能发生的位移、变形、隧道断面形变等变化，保障隧道工程施工的安全稳定，但在现有隧道形变监测技术中，往往只对施工过程中已有的形变特征进行监测，忽视了在施工过程中由于施工震动等因素引起隧道暂时性的形变，在一段时间后隧道暂时性的形变会消失，但该暂时性的形变会使隧道形变监测失去全面性，当隧道施工中出现暂时性的形变时，容易造成岩下隧道施工中隧道形变监测的全面性大大降低，因此，在岩下隧道施工的隧道形变监测中，如何提高隧道形变监测的全面性是当前面临的问题。

[0017] 本申请核心是响应形变监测指令，获取岩下隧道施工时隧道掘进的断面监测数据，根据所述断面监测数据确定隧道掘进面的失稳数列和断面的沉降趋势域，通过隧道掘进面的失稳数列提取多个形变关联信息，由所有的形变关联信息确定掘进面的形变关联系数，进而依据掘进面的形变关联系数和隧道掘进面的失稳数列确定稳态形变量，确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量，通过断面的沉降趋势域提取沉降临界子域，进而由掘进面的滑移调节参量和所述沉降临界子域确定暂态形变量，根据所述暂态形变量和所述稳态形变量确定形变特征辨识度，依据所述形变特征辨识度生成岩下隧道施工的隧道形变警示信息，实现了对岩下隧道施工中隧道形变的整体监测，有效提高了隧道形变监测的全面性。

[0018] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法的示例性流程图，该用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法100主要包括如下步骤：在步骤101，响应形变监测指令，获取岩下隧道施工时隧道掘进的断面监测数据。

[0019] 具体实现时，隧道自动化监测系统接收到形变监测指令后，通过隧道监测数据日志文件获取隧道掘进的断面监测数据，所述隧道自动化监测系统是指一种集成了各种传感器、数据采集设备、通信设备和数据处理系统的综合性监测系统，用来对施工中隧道的各项指标进行监测，其中，所述监测数据日志文件表示记录对隧道断面进行监测过程中产生的各种信息事件和日志文件。

[0020] 需要说明的是，本申请中隧道掘进的断面监测数据是指在隧道施工过程中，隧道的断面形状、尺寸以及相关参数的数据，其中，断面形状是指断面拱形顶端的弧度，尺寸是指断面拱形的弧度，相关参数包括隧道断面上的位移数据、沉降数据以及隧道施工速度数据等，其中位移数据是指是指隧道断面结构的相对位移情况，包括水平位移和垂直位移，沉降数据表示隧道地表隆起或下沉的数据。

[0021] 另外，还需要说明的是，在隧道施工过程中存在施工震动引起的断面间瞬时差异以及施工过后相邻断面间的稳定差异，然而在本申请中隧道掘进的断面监测数据为隧道每掘进一环时对应的断面监测数据，该断面监测数据包括掘进速度、震动引起的瞬时弧度差值、相邻断面间的弧度差值等，具体可根据实际需求进行监测，这里不做限定，其中，隧道施工中每一环的断面监测数据将保存在监测数据日志文件中。

[0022] 在步骤102，根据所述断面监测数据确定隧道掘进面的失稳数列和断面的沉降趋势域。

[0023] 在一些实施例中，根据所述断面监测数据确定隧道掘进面的失稳数列可采用下述步骤实现：获取断面监测数据中隧道的断面形状、尺寸和施工速度；
对隧道的断面形状、尺寸和施工速度分别构建对应的影响因素数列；
分别对每个影响因素数列进行无量纲化处理，得到隧道掘进面的失稳数列。

[0024] 具体实现时，对隧道的断面形状、尺寸和施工速度分别构建对应的影响因素数列，在一些实施例中，是将隧道的断面形状按照监测的时间顺序进行排列，得到一组数列，将该数列作为隧道的断面形状对应的影响因素数列，重复上述步骤，得到尺寸以及施工速度对应的影响因素数列。

[0025] 需要说明的是，本申请中影响因素数列是指在隧道施工过程中影响隧道稳定性和施工速度的各项因素所构成的数据列，其中，影响因素数列包括：断面形状数列、断面尺寸数列和施工速度数列，即，断面形状数列表示隧道各个断面的形状信息，如圆形、椭圆形等，断面尺寸数列表示隧道各个断面的尺寸信息，如宽度、高度、横截面积等，施工速度数列表示隧道掘进工作的速度信息，如单位时间内掘进的距离或长度；另外，每个监测的时间点对应一组隧道的断面形状、尺寸和施工速度，在监测过程中，可根据实际情况设置监测时间点，这里不做限定。

[0026] 另外，需要说明的是，隧道的断面形状、尺寸和施工速度的物理意义不同，其数据的量纲也不同，不能直接联合度量隧道的形变情况，因此，对其进行无量纲化处理。

[0027] 在一些实施例中，分别对每个影响因素数列进行无量纲化处理，得到隧道掘进面的失稳数列可采用下述步骤实现：确定每个影响因素数列对应的基准参量；
分别对隧道的断面形状、尺寸和施工速度和对应的基准参量进行量纲消除，得到对应的隧道掘进面的失稳数列。

[0028] 具体实现时，每个影响因素数列对应的基准参量，在一些实施例中，分别求取每个影响因素数列中数据的平均值，将每个影响因素数列中数据的平均值作为影响因素数列对应的基准参量；分别对隧道的断面形状、尺寸和施工速度和对应的基准参量进行量纲消除，得到对应的隧道掘进面的失稳数列，在一些实施例中，是将每个影响因素数列中的所有数据分别与该影响因素数列对应的基准参量相除，将得到的所有的商作为量纲消除数据，重复上述步骤，得到影响因素数列中所有的量纲消除数据，将所有的量纲消除数据对应替换影响因素数列中的原始数据，得到隧道掘进面的失稳数列。

[0029] 需要说明的是，本步骤中基准参量表示在进行无量纲化处理时所选取的参考数值，用于将原始数据转化为无量纲的相对值；隧道掘进面的失稳数列表示由隧道掘进面在施工过程中受到各种因素影响的相对强度组成的数据列，用于衡量隧道施工中的形变的变化程度。

[0030] 在一些实施例中，参考图2所示，该图是根据本申请一些实施例所示的确定断面的沉降趋势域的示例性流程示意图，本实施例中确定断面的沉降趋势域可采用下述步骤实现：在步骤1021中，获取断面监测数据中的隧道断面上的沉降数据；
在步骤1022中，通过隧道断面上的沉降数据确定多个隧道断面上的沉降特征数据；
在步骤1023中，选取一个隧道断面上的沉降特征数据，确定所有隧道断面上的沉降特征数据对应的特征相似系数，将该个隧道断面上的沉降特征数据与最大特征相似系数进行相似趋势拟合，得到断面的沉降趋势子域；
在步骤1024中，重复上述步骤，对剩余隧道断面上的沉降特征数据进行相似趋势拟合，得到多个断面的沉降趋势子域，根据所有断面的沉降趋势子域确定断面的沉降趋势域。

[0031] 具体实现时，通过隧道断面上的沉降数据确定多个隧道断面上的沉降特征数据可采用下述方式，即：先确定每个隧道断面上的沉降数据的平均值，再通过随机选取法从隧道断面上的沉降数据中选取每个沉降面上的最大沉降量，计算每个隧道断面上的沉降数据的平均值和每个沉降面上的最大沉降量差值的绝对值，将该绝对值作为该个隧道断面上的沉降特征数据。

[0032] 另外，具体实现时，确定所有隧道断面上的沉降特征数据对应的特征相似系数，即：计算所有隧道断面上的沉降特征数据的方差，将该方差作为所有隧道断面上的沉降特征数据对应的特征相似系数；将该个隧道断面上的沉降特征数据与最大特征相似系数进行相似趋势拟合，得到断面的沉降趋势子域可采用下述步骤实现，即：通过余弦相似度计算出沉降特征数据与最大特征相似系数之间的相似度，再通过回归分析将每个断面上的沉降特征数据和所述相似度进行拟合，得到拟合曲线，再计算拟合曲线上的斜率，将该斜率作为断面的沉降趋势子域。

[0033] 另外，具体实现时，根据所有断面的沉降趋势子域确定断面的沉降趋势域，即：计算每个断面上沉降趋势子域的平均值，将该平均值作为该断面上的沉降趋势值，将所有断面上的沉降趋势值作为断面的沉降趋势域，其中，沉降趋势值表示每个断面上的沉降趋势特征。

[0034] 需要说明的是，本申请中隧道断面上的沉降特征数据是指每个隧道断面上的沉降差异量，特征相似系数是指衡量所有隧道断面上沉降的相速度的指标，断面的沉降趋势子域是指在隧道断面上发生沉降的变化量，断面的沉降趋势域是指在隧道断面上呈现出相对沉降趋势的沉降变化量的集合。

[0035] 在步骤103，通过隧道掘进面的失稳数列提取多个形变关联信息，由所有的形变关联信息确定掘进面的形变关联系数，进而依据掘进面的形变关联系数和隧道掘进面的失稳数列确定稳态形变量。

[0036] 在一些实施例中，通过隧道掘进面的失稳数列提取多个形变关联信息可采用下述步骤实现：获取隧道掘进面的失稳数列；
对每个隧道掘进面的失稳数列进行关联曲线拟合，得到所有失稳关联曲线；
根据所有失稳关联曲线确定对应的形变约束量；
根据所有形变约束量对隧道掘进面的失稳数列进行非形变滤除，得到多个形变关联信息。

[0037] 具体实现时，对每个隧道掘进面的失稳数列进行关联曲线拟合，得到所有失稳关联曲线，即：利用最小二乘拟合算法将每个隧道掘进面的失稳数列进行拟合，得到拟合曲线，将所有的拟合曲线作为所有失稳关联曲线，在其他实施例中，也可采用其他方法进行拟合，这里不做限定。

[0038] 另外，具体实现时，根据所有失稳关联曲线确定对应的形变约束量，即，计算每条失稳关联曲线上的斜率（0 1之间），并选取每条曲线上的斜率最大值作为该条失稳关联曲~线上的形变约束量。

[0039] 需要说明的是，本申请中失稳关联曲线是描述隧道施工中出现的失稳情况的变化趋势，所述失稳情况是指隧道施工中引起形变的因素，形变约束量是指在隧道施工过程中，根据失稳关联曲线确定的用于描述隧道形变的指标。

[0040] 另外，具体实现时，根据所有形变约束量对隧道掘进面的失稳数列进行非形变滤除，得到多个形变关联信息可由下述步骤实现，即：将所有约束形变量中小于0.6的约束形变量去除，将剩余约束形变量对应的失稳数列中影响因素的邻近数据作为形变关联信息。

[0041] 需要说明的是，本申请中形变关联信息是指隧道施工过程中的引起形变的关联性指标。

[0042] 在一些实施例中，参考图3所示，该图是根据本申请一些实施例所示的确定掘进面的形变关联系数的示例性流程示意图，本实施例中确定掘进面的形变关联系数可采用下述步骤实现：在步骤1031中，确定每个形变关联信息的形变关联均衡量；
在步骤1032中，根据所有的形变关联均衡量确定形变分辨因子；
在步骤1033中，获取所有的形变关联信息中形变关联最大值和形变关联最小值；
在步骤1034中，根据形变关联均衡量、形变分辨因子、形变关联信息中形变关联最大值和形变关联最小值确定掘进面的形变关联系数。

[0043] 具体实现时，确定每个形变关联信息的形变关联均衡量，即：计算每个形变关联信息的平均值，将该平均值作为形变关联均衡量；根据所有的形变关联均衡量确定形变分辨因子，即：将所有的关联均衡量中的最大值与最小值的差值进行归一化到0 1之间，在该实~施例中取0.5作为形变分辨因子。

[0044] 需要说明的是，本申请中形变关联均衡量是指每个形变因素中形变关联的平均指标，形变分辨因子是用于衡量形变监测中不同形变因素之间关联程度的参数。

[0045] 另外，具体实现时，根据形变关联均衡量、形变分辨因子、形变关联信息中形变关联最大值和形变关联最小值确定掘进面的形变关联系数，在一些实施例中，可由下述算式：形变关联系数=（形变关联最小值+形变分辨因子*形变关联信息中形变关联最大值）/（形变关联均衡量+形变分辨因子*形变关联信息中形变关联最大值），在其他实施例中，也可采用其他方法确定掘进面的形变关联系数，这里不做限定。

[0046] 需要说明的是，本申请中掘进面的形变关联系数是衡量施工中引起隧道形变的各影响因素之间的相互影响程度，该掘进面的形变关联系数越大，则各影响因素之间的相互影响程度越大。

[0047] 另外，还需要说明的是，本申请中形变关联系数是失稳数列中各影响因素在各个时刻（即监测时间点）的相互影响程度值，所以它对应的影响因素的数值不止一个，而失稳序列中影响因素过于分散不便于进行整体性度量其造成的形变量，因此有必要将其量化为统一指征的形变参量，即，稳态形变量，所述稳态形变量是指隧道施工后呈现相对固定的形变趋势特征，该稳态形变量越小反映了隧道结构的固有变形特征变化越小，且不会随着时间或施工条件的变化而大幅度波动。

[0048] 在一些实施例中，依据掘进面的形变关联系数和隧道掘进面的失稳数列确定稳态形变量可采用下述步骤实现：获取掘进面的形变关联系数；
确定形变关联系数的稳态集中量；
根据隧道掘进面的失稳数列确定断面失稳调和因子；
根据所述稳态集中量和所述断面失稳调和因子确定稳态形变量。

[0049] 具体实现时，确定形变关联系数的稳态集中量，即：计算形变关联系数的方差，将该方差作为稳态集中量；根据隧道掘进面的失稳数列确定断面失稳调和因子，即：将隧道掘进面的失稳数列中各影响因素的最大值和最小值进行求差，再求取所有差值的平均值，最后将该平均值量化到0 1之间，将量化后的值作为断面失稳调和因子。~

[0050] 需要说明的是，本申请中形变关联系数的稳态集中量是指形变关联系数稳定性和集中程度的参数，断面失稳调和因子是指在隧道施工监测中用来评估隧道断面稳定性的指标，通常用于衡量隧道断面上不同形变因素之间的平衡程度。

[0051] 另外，具体实现时，根据所述稳态集中量和所述断面失稳调和因子确定稳态形变量，在一些实施例中，可通过下述方式确定稳态形变量，即：稳态形变量=（断面失稳调和因子*稳态集中量）/（掘进面的形变关联系数+稳态集中量），在其他实施例中，也可以采用其他方式确定，这里不做限定。

[0052] 在步骤104，确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量，通过断面的沉降趋势域提取沉降临界子域，进而由掘进面的滑移调节参量和所述沉降临界子域确定暂态形变量。

[0053] 在一些实施例中，确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量可采用下述步骤实现：获取隧道断面上的水平位移和垂直位移；
确定隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子；
确定隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子；
根据隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子、隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子和隧道断面上的水平位移确定水平滑移量；
根据隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子、隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子和隧道断面上的垂直位移确定垂直滑移量；
由所述水平滑移量和所述垂直滑移量确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量。

[0054] 具体实现时，确定隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子，隧道施工时掘进面的第一断面是指一个形变监测周期内第一次采集监测信息的断面，在施工中在一个形变监测周期内设定多个等时间间隔，每个时间间隔点上对应一个断面，在一些实施例中，将第一次采集到的水平位移均值和垂直位移均值的比值量化到0 1之间后作为隧道施工时掘~进面的第一断面的相对偏移因子，在其他实施例中，可采用其他方法确定隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子，这里不做限定。

[0055] 需要说明的是，本申请中第一断面的相对偏移因子是指掘进面在水平和垂直方向上的位移偏移程度之间的相对关系。

[0056] 另外，具体实现时，确定隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子，所述当前断面的相对偏移因子是指获取监测数据时最后一次采集监测信息的断面上的水平和垂直方向上的位移偏移程度之间的相对关系，在一些实施例中，根据当前采集监测信息的断面上的水平位移和垂直位移分别与所有断面水平位移均值和垂直位移均值相除后取中值，将该中值作为隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子，例如，当前采集监测信息的断面上的水平位移和垂直位移分别为2和3，所有断面水平位移均值和垂直位移均值分别为3和4，相除后得到2/3和3/4取中值得到17/24，具体还可以根据实际情况进行确定，这里不做限定。

[0057] 具体实现时，根据隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子、隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子和隧道断面上的水平位移确定水平滑移量，在一些实施例中，可通过下述方式确定水平滑移量，即：水平滑移量=（第一断面的相对偏移因子*隧道断面上的水平位移+当前断面的相对偏移因子*隧道断面上的水平位移）/隧道断面上的水平位移。

[0058] 需要说明的是，本申请中水平滑移量表示掘进面在水平方向上相对于固定位置的位移变化量，水平滑移量的大小反映了掘进面在施工时水平位移变化情况，可以用来评估隧道施工的稳定性和变形情况。

[0059] 另外，具体实现时，根据隧道施工时掘进面的第一断面的相对偏移因子、隧道施工时掘进面的当前断面的相对偏移因子和隧道断面上的垂直位移确定垂直滑移量，在一些实施例中，可通过下述方式确定垂直滑移量，即，垂直滑移量=（第一断面的相对偏移因子*隧道断面上的垂直位移+当前断面的相对偏移因子*隧道断面上的垂直位移）/隧道断面上的垂直位移。

[0060] 需要说明的是，本申请中垂直滑移量表示掘进面在垂直方向上相对于固定位置的位移变化量，垂直滑移量的大小反映了掘进面在施工时垂直位移变化情况，可以用来评估隧道施工的稳定性和变形情况。

[0061] 具体实现时，由所述水平滑移量和所述垂直滑移量确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量，即：可根据改进遗传算法，例如，全局搜索算法对水平滑移量和所述垂直滑移量与隧道施工中出现的暂时变化量进行优化拟合，寻找最优解，将该最优解作为隧道施工时掘进面的滑移调节参量。

[0062] 其中，所述最优解表示隧道施工中调节暂时形变的量，所述暂时形变是指在施工中由于震动或其他因素引起的隧道断面短暂性的形变量，该形变量不会影响隧道的正常状态，但是在对隧道形变监测中会影响监测预警的准确性，所以确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量，旨在提高隧道形变监测预警的准确性。

[0063] 需要说明的是，本申请中隧道施工时掘进面的滑移调节参量是指用于调整和控制隧道施工过程中的滑移行为的参数，滑移是指在隧道施工过程中，由于地层变形、支护结构变化等原因导致掘进面相对于固定位置的水平和垂直位移。

[0064] 在一些实施例中，通过断面的沉降趋势域提取沉降临界子域可采用下述步骤实现：确定隧道断面的监测沉降基值；
根据隧道断面的监测沉降基值与断面的沉降趋势域确定隧道地表沉降节点和地表隆起节点；
通过所述地表沉降节点和所述地表隆起节点确定沉降临界中心；
获取所有断面的沉降趋势子域；
根据所有断面的沉降趋势子域和所述沉降临界中心确定沉降临界子域。

[0065] 具体实现时，确定隧道断面的监测沉降基值，即，将隧道施工中监测到的所有沉降量的均值作为监测沉降基值。

[0066] 需要说明的是，所述监测沉降基值表示隧道的地层在施工期间平均发生的沉降量，用于评估隧道施工期间地层沉降的情况。

[0067] 具体实现时，根据隧道断面的监测沉降基值与断面的沉降趋势域确定隧道地表沉降节点和地表隆起节点，在一些实施例中，预设判别阈值，例如，将隧道断面的监测沉降基值的30%作为判别阈值，该判别阈值是用于判断隧道地表沉降和隆起的量，在其他实施例中，也可以根据实际情况设定判别阈值，这里不做限定，将断面的沉降趋势域中小于判别阈值的数值作为隧道地表沉降节点，将断面的沉降趋势域中大于判别阈值的数值作为隧道地表隆起节点。

[0068] 需要说明的是，本申请中地表沉降节点指的是地表在隧道施工过程中出现下沉或沉降的地点对应的断面，地表隆起节点指的是地表在隧道施工过程中出现上升或隆起的地点对应的断面。

[0069] 另外，具体实现时，通过所述地表沉降节点和所述地表隆起节点确定沉降临界中心，即，将地表沉降节点和地表隆起节点对应的断面处地表沉降最小值和地表隆起最小值作差再求绝对值，将该绝对值作为沉降临界中心。

[0070] 需要说明的是，本申请中沉降临界中心是指在地表沉降和隆起节点之间的区域中，距离地表沉降和隆起效应最为明显或最为集中的地点，是地表变形影响最大的位置之一，确定沉降临界中心有助于更准确地监测隧道形变的影响范围。

[0071] 另外，具体实现时，根据所有断面的沉降趋势子域和所述沉降临界中心确定沉降临界子域，在一些实施例中，计算断面沉降趋势子域的平均值，根据沉降临界中心和断面沉降趋势子域的平均值确定沉降临界子域的范围，例如，沉降临界中心附近的沉降趋势子域数值会相对较高，而远离中心的区域数值会逐渐减小，因此，可以根据实际情况确定一个合适的范围，例如，将大于沉降临界中心30%和小于沉降临界中心30%内的沉降趋势子域数值作为沉降临界子域中的数值，再将符合沉降临界子域范围内的断面标识出来，这些断面对应的地表沉降量组成沉降临界子域。

[0072] 需要说明的是，本申请中沉降临界子域是指在整个沉降趋势子域范围内，根据沉降临界中心位置和沉降趋势的变化情况确定的地表沉降量，该该地表沉降量越大，对速到施工区域周围的形变产生较大的影响。

[0073] 在一些实施例中，由掘进面的滑移调节参量和所述沉降临界子域确定暂态形变量可采用下述步骤实现：获取掘进面的滑移调节参量；
获取所述沉降临界子域；
确定隧道相邻断面间的暂态离散度；
将掘进面的滑移调节量和所述沉降临界子域与隧道相邻断面间的暂态离散度进行映射，得到暂态形变量。

[0074] 具体实现时，确定隧道相邻断面间的暂态离散度，即通过所有相邻断面间地表沉降或隆起的量的方差作为暂态离散度。

[0075] 需要说明的是，本申请中暂态离散度是指相邻断面之间地表变形的波动程度，较高的暂态离散度表明地表变形在不同断面之间存在较大的波动，而较低的暂态离散度则表示地表变形相对稳定。

[0076] 另外，具体实现时，将掘进面的滑移调节量和所述沉降临界子域与隧道相邻断面间的暂态离散度进行映射，得到暂态形变量，即：所述映射可以采用统计分析方法确定映射关系，例如使用相关系数、回归分析等方法，确定掘进面的滑移调节量和沉降临界子域以及暂态形变量之间的关系，再进行映射，例如，采用线性关系模型进行映射计算，将得到的结果作为暂态形变量，在其它实施例中也可采用其它方法进行映射，这里不做限定。

[0077] 需要说明的是，本申请暂态形变量是指隧道施工期间，地表和岩体在较短时间内的临时性变形情况。

[0078] 在步骤105，根据所述暂态形变量和所述稳态形变量确定形变特征辨识度，依据所述形变特征辨识度生成岩下隧道施工的隧道形变警示信息。

[0079] 在一些实施例中，根据所述暂态形变量和所述稳态形变量确定形变特征辨识度可采用下述步骤实现：获取所述暂态形变量；
获取所述稳态形变量；
确定所述暂态形变量的暂态形变特征量；
确定所述稳态形变量的稳态形变特征量；
确定隧道相邻断面间的形变辨识配准系数；
根据所述暂态形变特征量、所述稳态形变特征量和所述形变辨识配准系数进行预测，得到多个形变特征辨识预测值；
根据所有形变特征辨识预测值确定形变特征辨识度。

[0080] 具体实现时，确定所述暂态形变量的暂态形变特征量，即，将所有暂态形变量中相邻数值间的变化量的平均数作为暂态形变特征量，所述相邻数值间的变化量可通过将所有暂态形变量拟合成曲线后计算相邻两个数值之间的曲线的斜率确定，同理，确定所述稳态形变量的稳态形变特征量，即，将所有稳态形变量中相邻数值间的变化量的平均数作为稳态形变特征量。

[0081] 需要说明的是，本申请中暂态形变特征量是指在隧道施工过程中，由暂时性因素引起的形变量的特征，稳态形变特征量是指在隧道施工中发生形变后长期存在的稳定形变状态下的形变特征量。

[0082] 另外，具体实现时，确定隧道相邻断面间的形变辨识配准系数，即，可以通过相关性分析方法，例如，皮尔逊相关系数，对隧道相邻断面间的形变进行处理，得到隧道相邻断面间的形变辨识配准系数，在其他实施例中，也可以采用其他方法确定隧道相邻断面间的形变辨识配准系数，这里不做限定。

[0083] 需要说明的是，本申请中形变辨识配准系数是指衡量相邻断面形变数据之间的相似性的指标。

[0084] 另外，具体实现时，根据所述暂态形变特征量、所述稳态形变特征量和所述形变辨识配准系数进行预测，得到多个形变特征辨识预测值，即，可以通过机器学习，例如，支持向量机（SVM）、决策树算法等完成预测，得到形变特征辨识预测值。

[0085] 需要说明的是，本申请中形变特征辨识预测值是指岩下隧道施工中发生隧道形变的特征值，用于对隧道形变进行监测，提高隧道形变监测的全面性。

[0086] 具体实现时，根据所有形变特征辨识预测值确定形变特征辨识度，即，可以通过灰色关联度分析法对所有形变特征辨识预测值进行处理，得到形变特征辨识度，在其他实施例中，也可采用其他方法确定形变特征辨识度，这里不做限定。

[0087] 需要说明的是，本申请中形变特征辨识度是指隧道施工中对隧道形变的识别能力，通过形变特征辨识度对隧道形变进行监测，便于完整的识别隧道的形变具体情况，全面监测了隧道施工中稳定存在的形变和隧道施工中受到的暂时性形变。

[0088] 具体实现时，依据所述形变特征辨识度生成岩下隧道施工的隧道形变警示信息，即：根据先验经验对隧道形变阈值进行设置，当形变特征辨识度超过预设的隧道形变阈值时，生成岩下隧道施工的隧道形变警示信息，并通过通信装置向监测中心发送监测报告，并标明具体隧道断面位置。

[0089] 另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，本申请提供一种用于岩下隧道施工的隧道形变监测装置，该装置包括有监测单元，参考图4，该图是根据本申请一些实施例所示的监测单元的示例性硬件和/或软件的示意图，该监测单元400包括：获取模块401、处理模块402、提取模块403和执行模块404，分别说明如下：获取模块401，本申请中获取模块401主要用于在响应形变监测指令后，获取岩下隧道施工时隧道掘进的断面监测数据；
处理模块402，本申请中处理模块402主要用于根据所述断面监测数据确定隧道掘进面的失稳数列和断面的沉降趋势域；
提取模块403，本申请中提取模块403主要用于通过隧道掘进面的失稳数列提取多个形变关联信息，由所有的形变关联信息确定掘进面的形变关联系数，进而依据掘进面的形变关联系数和隧道掘进面的失稳数列确定稳态形变量；
另外，本申请中所述提取模块403还用于确定隧道施工时掘进面的滑移调节参量，通过断面的沉降趋势域提取沉降临界子域，进而由掘进面的滑移调节参量和所述沉降临界子域确定暂态形变量；
执行模块404，本申请中执行模块404主要用于根据所述暂态形变量和所述稳态形变量确定形变特征辨识度，依据所述形变特征辨识度生成岩下隧道施工的隧道形变警示信息。

[0090] 另外，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法。

[0091] 在一些实施例中，参考图5，该图是根据本申请一些实施例所示的实现用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法可以通过图5所示的计算机设备来实现，该计算机设备500包括至少一个处理器501、通信总线502、存储器503以及至少一个通信接口504。

[0092] 处理器501可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application‑specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法的执行。

[0093] 通信总线502可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

[0094] 存储器503可以是只读存储器（read‑only memory，ROM）或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器（random access memory，RAM）或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器（electrically erasable programmable read‑only memory，EEPROM）、只读光盘（compact disc read‑only Memory，CD‑ROM）或其它光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器503可以是独立存在，通过通信总线502与处理器501相连接。存储器503也可以和处理器501集成在一起。

[0095] 其中，存储器503用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器501来控制执行。处理器501用于执行存储器503中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法可以通过处理器501以及存储器503中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。

[0096] 通信接口504，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网（radio access network，RAN），无线局域网（wireless local area networks，WLAN）等。

[0097] 在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核（single‑CPU）处理器，也可以是一个多核（multi‑CPU）处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据（例如计算机程序指令）的处理核。

[0098] 上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑（personal digital assistant，PDA）、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。

[0099] 另外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法。

[0100] 综上，本申请实施例公开的用于岩下隧道施工的隧道形变监测方法及装置中，首先获取岩下隧道施工时隧道掘进的断面监测数据，进而得到隧道掘进面的失稳数列和断面的沉降趋势域，所述失稳数列表示由隧道掘进面在施工过程中受到各种因素影响的相对强度组成的数据列，用于衡量隧道施工中的形变的变化程度，所述断面的沉降趋势域是指在隧道断面上呈现出相对沉降趋势的沉降变化量的集合，便于在监测过程中识别到相对沉降趋势，区分断面处的形变特征，然后依据掘进面的形变关联系数和隧道掘进面的失稳数列确定稳态形变量，所述稳态形变量是指隧道施工后呈现相对固定的形变趋势特征，该稳态形变量越小反映了隧道结构的固有变形特征变化越小，且不会随着时间或施工条件的变化而大幅度波动，确定稳态形变量旨在识别到稳定的形变特征信息，为完整的对隧道形变进行监测，接着由掘进面的滑移调节参量和所述沉降临界子域确定暂态形变量，所述暂态形变量是指隧道施工期间，地表和岩体在较短时间内的临时性变形情况，最后，通过所述暂态形变量和所述稳态形变量确定形变特征辨识度，通过该形变特征辨识度对隧道形变进行识别监测，综上所述，对隧道形变监测结合了稳态形变量和暂态形变量的因素，进而弥补了被忽视的隧道暂时性的形变，更加全面的对隧道形变进行监测，实现了对岩下隧道施工中隧道形变的整体监测，有效提高了隧道形变监测的全面性。

[0101] 尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

[0102] 显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。