反分析法在地铁基坑工程中应用的探

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1、反分析法在地铁基坑工程中应用的探反分析法在地铁基坑工程中应用的探0、引言地铁工程中，深基坑支护设计是重要组成内容，对工程造价、风险控制、工期控制有至关重耍的影响。为控制工程造价，保证周边环境安全，地铁设计单位不断采用先进的设计手段对基坑方案进行设计。而近年来飞速发展的数值方法使人们只要向计算机输入反映地层性质的参数、工程的几何参数以及荷载边界条件等，即可得到十分详尽的力学状态描述，用于进行各种方案的基坑支护设计。但与此同时，输入数据质量的问题开始浮现。再先进的数值分析方法，还是得依赖设计者的输入。要使各种先进的数值分析方法很好地应用于设计与

2、施工中，应保证分析中所用的地质参数与力学模型等信息与实际情况接近。而实际情况时由于勘察取样、试验时受各种客观、主观因索影响，得出来的地质参数往往与实际情况有所差异。这一矛盾需耍引入反分析方法解决。而地铁工程具系统性的特点，又注定反分析的方法与普通基坑工程有所不同。中图分类号：TV551文献标识码：A1、反分析法的概念与设计原则从系统角度看，基坑工程是一个复朵的巨系统，人们对其进行的各种施工活动均可看成系统输入，而人们量测到的位移、变形破坏则为系统对输入的相应，即系统的输出。而反分析则是根据一个灰色系统的输出确定输入的过程，也可以看成市系统的

3、输出对输入的映射。正分析系统输入反分析系统输出基坑工程反分析问题，分为位移反分析、应变反分析、地下水渗流场的反分析等类型。而其屮位移反分析因介质的力学模型差异可进一步分为弹性问题位移反分析、弹塑性位移反分析和粘弹性位移反分析等。弹性问题位移反分析由于理论简明和方法可行，与工程实际结合紧密，使用价值最大，在实际工程中应用最多，有丰富的经验可以借鉴。采用位移反分析法进行基坑工程设计，应遵循以下原则：1）位移反分析是一个市多环节组成的系统，缺一不可。位移反分析过程实际上是一个至少由7个环节组成的方法系统：关于工程设计0的研究及反分析参数的确定;地

4、质选点；反分析方法的选择和唯一性的论证；开挖方法的研究；有效的联测系统的建立和实测数据的分析；由实测位移反演目的参数;结果综合评价。因此，为使反分析应用成功，应全面考虑位移反分析每一个环节，针对具体情况，精心设计和精心实施反演的每一个工作步骤。2）位移量测系统是位移反分析的物质基础。作为位移反分析依据的位移信息，只有借助…个合适的位移量测系统才可获得。所以位移反分析需要高质量的位移量测系统以取得高质量的位移信息，只有高质量的位移信息才能保证位移反分析成功。3）尽可能压缩位移反分析对象的个数。并非无论多少个参数都可以通过位移反分析來确定，若待

5、分析的参数过多，有可能导致结果的非唯一性问题；其次，及吋对于具有某一数量的待分析参数可以反分析得到唯一的结果，其反演精度也往往因反分析对象较多而下降。因此，应合理利用其它手段减少位移反分析的待分析参数个数。2、反分析法在地铁系统性工程中的应用方案2.1地铁基坑工程的系统性地铁基坑工程一般指明挖地下车站、区间等基坑，深度从地下三层站20米左右到地下一层站10米左右，围护结构形式一般以支护桩、连续墙为主。由于需满足线路敷设要求，车站基坑沿线路分布，城区范围内距离1公里左右。一定区域内，车站基坑地质条件、支护方案相仿，设计原则一致，这是地铁地基坑

6、工程独有的系统性。而由于各种客观条件限制，地铁基坑通常难以同期施工，工期先后特性明显，而某些地铁工程甚至选择若干工点为试验段先期施工，根据这一特点，木文提出，在地铁线路范围内，根据场地条件划分若干地质单元体。地质单元体是指建筑场地按工程地质条件划分的单元，在同一单元体内，各部位工程地质条件相近。针对各单元体先期施工基坑反演得出的工程地质参数，指导后期基坑设计施工。2.2反分析对象的选择一般基坑设计中需要取确定的参数有弹性模量E,泊松比u,粘聚力c,摩擦角4,比例系数m值等。为压缩反分析对象的个数，提高分析效率与精度，选取对支护设计影响较大的

7、c,4）,m值为反分析对象。但由于ni值实际受围护结构刚度，基坑变形等因素影响，不同基坑不可通用，因此选取c,e值为主要反分析研究对象。2.3地质选点采用反分析的地段地层条件应具代表性，地层结构尽量均匀。为减少反分析工作量，可仅对对基坑支护设计有主要影响的地层进行分析。而对于离散性较大的地层如杂填土层，参考价值较小，不建议将其作为反分析研究对象。2.4正分析方法基坑支护系统正分析过程即基坑支护设计过程。根据地质详细勘察报告提出的地层参数进行数值分析。普通基坑分析可选取弹性地基梁模型，通过理正、启明星等常用基坑设计软件进行计算,精度满足一般设

8、计要求。而对于边界条件复杂的基坑，应采用有限元分析软件如midas>flac3d>ansys等进行分析。2.5正交试验方法正交试验设计是正交表來安排与分析多因素实验的一种设计方法