广东建材2010年第10期
岩土工程反分析方法综述
樊孟军史宏彦（广东工业大学）
研究与探讨
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
分析方法存在的间题，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：所调反分析法，即以现场量测到的、反映系统力学行为的某些物理信息量（如位移、应变、应力或荷载等)为基础，通过反演模型（系统的物理性质模型及其数学描述，如应力与应变关系式等)推算得到该系统的各项或某些初始参数（如初始地应力、本构模型参数和几何参数等)的方法1-4。其目的是建立接近现场实测结果的理论预测模型，能较正确地反映或预测岩土结构的某些力学行为5。本文主要探讨岩土工程反分析方法的发展历史、研究现状、存在的问题以及未来的发展方向。
1岩土工程反分析方法的发展历史及研究现状
岩土工程反分析方法的发展包含两个方面的内容：
岩土工程反分析理论和岩土工程反分析数值的发展。 1.1岩土工程反分析理论的发展历史及研究现状
1972年，KaranaghK和CloughRw[6]提出了反演弹性固体的弹性模量有限元方法之后，经过众多学者近 30年的不懈努力，得出以现场测量信息为基础的反分析法。至今，反分析理论在国内外得到了长足的发展及应用。
目前，在岩十工程参数反分析方面，已经逐步形成了可供工程采用的理论与实际体系，反分析计算理论已经应用在边坡工程、水库大坝工程、公路工程、地震研究等许多领域。但是，由于该项工作开展的时间不长，而且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。
在国外，日本在这方面取得了较多的成果，其中比较著名的是樱井春辅提出的位移一应变反馈确定初始地应力与地层弹性参数值的有限单元法，该方法的特点是，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自重应力，在分析计算中可以同时确定
万方数据
E、Ⅱ值，不足之处是需要进行多次重复计算才能最终确定初始地应力与地层弹性参数：大琢正幸提出的位移预报法中涉及了初始地应力的反演确定，对圆形润室的粘弹性问题提出了解析法，这一成果以比较实用的近似方法同时考虑了洞室开挖的空间效应对位移量测结果的影响，不足之处是在理论分析中首先假定了初始地应力分布规律，使适用范围受到了限制；久武胜保提出的方法在衬砌结构所受的荷裁和发生的位移之间建立了关系，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。
除日本外，美国、意大利等西方国家的学者对反演理论也早有研究，其中美国学者古德曼在20世纪70年代出版的岩石力学专著中提到可依据位移量反算初始地应力，意大利学者焦德则提出了同时确定初始地应力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统研究。80年代初，中科院地质研究所的杨志法发表了《初始地应力计算的位移图谱反分析法》一文，可以直接根据图谱由位移量测值确定初始地应力或围岩参数：冯紫良提出了初始地应力位移反分析计算的有限单元法的计算原理：杨林德等建立了平面应变弹性问题和弹塑性问题反演计算的有限单元法的具体计算法，并给出了程序椎架和算例验证。
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》，对位移反分析法作了比较全面的阐述，并附有一些计算程序。同济大学的杨林德等则编著了《土工程问题的反演理论与工程实践》，更全面系统地介绍了反分析法的计算理论和应用技术。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，以及在优化反演理论、摄动反演理论、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
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