优化反演理论在隧道围岩参数反演中应用

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1、第３卷第６期竺！！！星地下空同与工程学报ｖ扎３塑：型优化反演理论在隧道围岩参数反演中的应用’吴昊，张子新，徐营（同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海２０００９２）摘要：优化反演法是站合优化技术来进行参数反演的一种方法，这种方汝使反演的效率得到了很大的提高。它是建立寻找与之相应的位移｝ｆ。算值与实测值相比误差最小的围岩参数，并将所得的参数作为反演计算结果的方法。作者利用ＡＰＤＬ鳊制用户程序调用现有的有限无优化模班实现对隧道围岩参数的优化反演，利用现有的工具。建立参数化模型来进行优化务析，提高了参数反演的效率

2、，使整个优化过程的实现更加灵活简便。关毽词：优化反演；国岩参数；监控量测；参数化模型；优化分析中国分类号：Ｕ４５文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－０８３６（２００７）０６—１１６２－０６ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴｈｅｏｒｙｏｆＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＢａｃｋＡｎａｌｙｓｉｓｉｎＢａｃｋＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｕｎｎｅｌＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＰａｒａｍｅｔｅｒｓｗｕＨａｏ。ＺＨＡＮＧｚｉ—ｘｉｎ。ＸＵＹｉＩｌｇ（研Ｌａ抽ｒａｔｏｒｙ矿＆咄抽蒯哪ｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＤ讲醐啼皤ｏ／Ｍｉｎｉａｒｙｏｆ

3、剧∞４枷．Ｔ０，ｂ萨Ｕｎｌｃｅｒｓ毋－ｓｋｍ‘ｓ“２０００９２－Ｐ．恕Ｃｂ，ｉ船ｌａｍｅｔｈｏｄ．ｗｈｌｃｈ０ｆ０ｐｔｂｌｉｚｄｄＷＩｍｍｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｉｔｄｍ｜ｉｎ８０ｆｌＩｉＩＩｇ衄删ｄｙ血ｐｒｃｃｅ柚ｔｏｍｉｎｉｍｉｚｃｔｈｅｄｉ￡ｈ∞ｃｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ描山。ｆｎ岬豇ｉｄｅ丑１ｅｕｌａｆｉｏｎａｎｄ∞一ｓｌｔｅｍｅａ。ｕｘ－ｉｎｇｄｌｓｐｌａｅｅｍｅｍｔｓ－山蜘ｔｈｅｐ矗球ｍｅ№糟ａｘｅｃ咖ｉｄｅｒｏｄｆｏｒｔｈｅＴ髓１ｌｌ协。ｆｔＩｌｉ暑ｂａｃｋ肌ａｌｐｂ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｐｍｃ馏ａ０ｆｐａ－ｒａ

4、ｍ她ｂａｃｋ骶ｄｙｓｂｈⅪ蛐曲ｍｏｒｅｆｌｄｈｌｅ－ｓｉｍｐｌｅ—ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｔｂｅｃｕｒｒｅｎｔｏｐ６面翻如ｎｍｏｄｕｌ髓０ｆＦｉ．ｎｈｅＥｌｅｍｅｎｔ肼ｈ卸ｄｊＩｒｅｄｂｙｔｈｅＡＰＤＬｌ蚰ｄｕｓｅｒＫｅＴｗｏｒｄｓ：叩Ｉｉｍｉ枷帆ｂａｃｋａｎａｌｙｓｉｓ：ｐ日删№№ｍ０ｆｅｕｒｒｏｕｎｄｌｎｇｍｏｄｅｌ；∞ｄｍｉ捌∞ａ“ＩｙｓｉｓｔｂｅＰ叮缸Ｄｅｔｄｃｍｏｄｅｌｓｏ／ｔｈｅｔｕｎｎｅｌｅｒｅ如ｒｏｃｋ；ｍｏｎｉｔｏｎｎｇ堋ｍｅｎｔ；胛瑚ｎ枷ｃ１引言隧道围岩参数反演的目的就是通过现场

5、监控量测的实测数据来反馈得到围岩参数的取值，取得与实际情况最为接近的围岩参数，从而改进设计参数并提高数值计算的准确性。反演的过程实际上可以看作是根据现场监控量测的实测数据对围岩值使得数值计算得到的结果与现场实测的结果尽可能的接近，所以我们也称这种优化与反演相结合的方法为优化反演法”１。利用位移量测资料对围岩参数进行优化反演分析是围岩稳定性分析和了解岩体介质中洞室的力学性状与设计参数的一种新手段。它对解决实际工程问题及推进岩石力学的发展都具有重要意义”Ｊ。参数进行优化的过程，即不断地改变围岩参数的取・收稿日期：２０

6、０７－０８－１０｛修改稿）作者简介：吴昊（１９８０一），男，湖南衡阳人，同挤大学博士研究生，主要从事隧道与地下建筑工程等钡域的学习和科研工作。Ｅ—ｍ越：ｈａｏｄ｜６０３３＠ｔ俩．铀皿竺竺型鉴竺罂型竺竺型塑型矍Ａｂｓｔｒａｃｔ：０ｐｔ妇ｉｏｎｂａｃｋｓｍｌ＂ｉｓｉｓｅ舳ｂｌｎｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐａｘａｍｃｄｃｂａｃｋＡｎａｌｙｓｉｓｗｌ出ｔｈｅ岬ｔｅｘｓｔｅｅｈｎｉｑｕｅ．ｍａｋｉｎｇｔＩｌｉ８ｍｅｔｈｏｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂｙｅｓｕｄｌｌｉ６－１】螂ｐｒｏｇｒａｍｃｏｍｐｉｌｅｄｂｙ∞协ｂｕｓｈｅｄ

7、ｂｙｔｈｉ８ｐＭｒａｍ［ｏｒｏＰｈ蜥∞ｍ岫ｋ．２００７年第６期吴昊，等：优化反演理论在隧道围岩参数反演中的应用１１６３２优化反演思想根据优化反演理论的基本原理，可以用如下的表达方式来描述本文的优化思想：洞室开挖破坏了原来地层中的相对稳定状态，从而引起洞周岩体的优化反演理论认为：当误差函数如取得最小值时，计算得到的位移解与实测得到的位移最为接近，计算采用的材料参数即可视为现场岩体的材料参数‘”。根据以上优化反演理论的基本思想，本文基于变形，通过各种量测手段可以得到各测点的相对位ＡＰＤＬ（ＡＮＳＹＳＰａｒａｍ

8、ｅｔｒｉｃＤｅｓｉｇＴｌＬａｎｇｕａｇｅ）语言编移或绝对位移：Ｉ『ｏ＝（ｕ０，ｕｏ，…，ｕ？），（ｉ＝１，２，…ｎ）。式中ｕｏ，遥，…，ｕ？为各监测点处的位移实测值。另外，由初始的围岩参数出发，通过计算机的数值模拟分析，可以得到各监测点的位移数值解：ｕ＝（ｎｌ，Ｉ‘２，…，Ⅱ。）．（ｉ＝１，２，…ｎ）。式中“。，ｌ‘２，…，嘶为各监测点处的位移模拟计算值。