岩土工程反分析方法综述

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1、广东建材2010年第10期研究与探讨岩土工程反分析方法综述樊孟军史宏彦(广东工业大学)摘要：本文回顾了岩土工程反分析方法发展的历史，阐述了其研究现状，并指出目前岩土工程反分析方法存在的问题，提出解决问题的方法。关键词：岩土工程；反分析方法：综述引言：所谓反分析法，即以现场量测到的、反映系统E、值，不足之处是需要进行多次重复计算才能最终力学行为的某些物理信息量(如位移、应变、应力或荷载确定初始地应力与地层弹性参数；大琢正幸提出的位移等)为基础，通过反演模型(系统的物理性质模型及其数预报法中涉及了初始地应力的反演确定，对圆形洞室的学描述，如应力与应变关系式等)推

2、算得到该系统的各粘弹性问题提出了解析法，这一成果以比较实用的近似项或某些初始参数(如初始地应力、本构模型参数和几方法同时考虑了洞室开挖的空间效应对位移量测结果何参数等)的方法{1-4]。其目的是建立接近现场实测结果的影响，不足之处是在理论分析中首先假定了初始地应的理论预测模型，能较正确地反映或预测岩土结构的某力分布规律，使适用范围受到了限制；久武胜保提出的些力学行为E51。本文主要探讨岩土工程反分析方法的发方法在衬砌结构所受的荷载和发生的位移之间建立了展历史、研究现状、存在的问题以及未来的发展方向。关系，可用于依据位移量测值反演确定作用在衬砌结构上的荷载。1

3、岩土工程反分析方法的发展历史及研除日本外，美国、意大利等西方国家的学者对反演究现状理论也早有研究，其中美国学者古德曼在20世纪70年岩土工程反分析方法的发展包含两个方面的内容：代出版的岩石力学专著中提到可依据位移量反算初始岩土工程反分析理论和岩土工程反分析数值的发展。地应力，意大利学者焦德则提出了同时确定初始地应力1．1岩土工程反分析理论的发展历史及研究现状和地层特性参数的优化反演分析理论。在国内，也有不少学者较早地对这一问题进行了系1972年，KaranaghK和CloughRWE。提出了反演统研究。80年代初，中科院地质研究所的杨志法发表了弹性固体的弹性

4、模量有限元方法之后，经过众多学者近《初始地应力计算的位移图谱反分析法》一文，可以直接30年的不懈努力，得出以现场测量信息为基础的反分根据图谱由位移量测值确定初始地应力或围岩参数；冯析法。至今，反分析理论在国内外得到了长足的发展及紫良提出了初始地应力位移反分析计算的有限单元法应用。目前，在岩土工程参数反分析方面，已经逐步形成的计算原理；杨林德等建立了平面应变弹性问题和弹塑了可供工程采用的理论与实际体系，反分析计算理论已性问题反演计算的有限单元法的具体计算法，并给出了程序框架和算例验证。经应用在边坡工程、水库大坝工程、公路工程、地震研究等许多领域。但是，由于该项

5、工作开展的时间不长，而且进入90年代，更有专著出版。西安矿业学院的王芝银等编著了《地下工程位移反分析法及程序》，对位移反土层介质的性态非常复杂，目前国内外在这方面取得的成果尚处在初步研究探索阶段。分析法作了比较全面的阐述，并附有一些计算程序。同在国外，日本在这方面取得了较多的成果，其中比济大学的杨林德等则编著了《岩土工程问题的反演理论较著名的是樱井春辅提出的位移一应变反馈确定初始与工程实践》，更全面系统地介绍了反分析法的计算理地应力与地层弹性参数值的有限单元法，该方法的特点论和应用技术。其理论部分包括弹性问题、弹塑性问题和粘弹性问题的反演计算法，以及在优化反

6、演理论、摄是，以计算位移逼近实测位移为目标，假设了岩体的初始垂直应力等于白重应力，在分析计算中可以同时确定动反演理论、模型识别和初始地应力场回归分析等方面取得的成果；应用部分包括基础信息的类型、采集方法——19——研究与探讨广东建材2010年第10期与采集方案的优化、数据处理方法及其与反演理论研究尼最小二乘法的耦合算法一混合遗传算法，并将其应用问的相互关系等n]。于位移反分析，同时将模拟退火一遗传算法应用于岩土1．2岩土反分析数值方法的发展历史及研究现状工程的优化反演分析。结合基坑工程算例，对遗传算法、在岩土力学位移反分析研究中，反分析数值方法的阻尼最小二乘

7、法一遗传算法、模拟退火一遗传算法以及研究一直是重点和热点问题，因为反分析结果的可靠传统的阻尼最小二乘法、单纯性法分别从搜索速度、搜性、效率以及反分析工作的成败与否与其数值方法的选索精度、初始值的选择以及算法的稳定性等方面进行了取有着十分密切的关系。在过去的反分析研究中，人们比较分析_l72]。着重于对岩土介质的模型和参数的选取，而采用的优化相对传统的优化方法，近代优化算法有一些共同的方法主要是传统和较为简单的数值方法，例如黄金分割特点。法，单纯形法、牛顿法。龚晓南隋(1989)将Duncan—Chang(1)不以达到某个最优性条件或找到理论上的精确模型和Bl

8、ot固结有限元方程相结合，建立一个具有四最优解为目标