岩土工程参数确定方法探究

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1、岩土工程参数确定方法探究　　【摘要】按照从简单到复杂，从易到难的顺序总结了岩土工程参数的确定方法，主要包括：试验方法经验判断以及反分析法。讨论各种方法本身的优缺点，以及其适用范围。从多学科交叉引入的人工智能反分析方法借助计算机技术的发展为岩土工程中的非均质、非线性问题找到解答。【关键词】岩土工程；参数；反分析；人工智能1.概述伴随着计算机时代的来临，各种计算机方法不断进步完善，诸多复杂岩土工程问题已经可以采用数值分析的方法解决。所谓数值分析求解实际工程问题都需要选取适当的本构模型以及相应的岩土工程参数，因此，数值分析计算的准确程度取决于本构模型的选取得正确与否以

2、及岩土工程参数选取的可靠与否。作为数值分析至关重要的一部分，岩土工程计算参数的选取仍是岩体力学领域重要的研究内容之一。2.参数确定方法针对如何合理选取岩土工程参数并有效应用于实际岩体工程领域，长期以来众多学者做了大量的研究工作，总的来说岩土工程参数主要通过试验方法、经验判断方法以及反分析法来确定。2.1试验方法5试验方法是确定岩土工程参数最常用，亦是必须要用到的方法。试验方法可以分为原位测试方法及室内试验方法。原位测试方法是在岩体、土体所处的原位置，保持其原有结构、含水率和应力状态，遵循技术程序，直接或间接测定岩土的工程特性及参数的试验方法。而室内试验方法是对由

3、现场带回来试件采取室内试验的手段获取岩土工程所需参数的试验方法。由于原位试验难度大，费用昂贵，周期长，难以进行大量试验，因此常不作为主要研究手段，取而代之的是实验室内试验，而室内试验是一种获取参数相对间接的方法，由于试件形态的不同，往往对试验结果有比尺效应或称体积效应，需进行处理后方能应用于实际工程。2.2经验判断法经验判断法即使根据岩土工作者的实际工程经验，或根据国内外已建类似地质条件所采用的参数，结合工程地质条件，考虑研究工作深度、设计和施工水平等加上实践经验进行参数选择。根据前人积累及国内外经验选择的岩土工程计算参数已运用到工程实际中，并取得了良好的效果[

4、1]。2.3反分析法520世纪70年代初人们开始注意由现场量测信息确定各类计算参数的研究[2]。经过众多学者40多年的不懈努力，反分析方法得到了较快的发展。反分析法之所以能为岩土工程界所关注是因为它是一种能够为解决岩土工程中由于材料的非均质、非线性和不连续性造成的本构模型及其参数等问题切有效的方法。目前，有关反分析确定工程参数的方法已广泛涉及到隧道工程施工、地下工程施工、矿区地表移动变形分析、边坡工程等领域。反分析方法已经成为目前解决复杂岩土工程问题的主要方法之一。反分析是以工程原型为基础，以对工程原型的观测为手段，反求岩土参数的一种技术方法。在复杂的岩土工程问

5、题求解中，使用较为广泛的是数值计算法，根据数值计算法求解过程的不同可分为优化反分析法、逆反分析法和正反耦合反分析法；就其是否考虑力学参数的非确定性又可分为确定反分析法与非确定性反分析法；根据是否利用神经网络等职能方法还可分为非智能反分析法和职能反分析法等[2]。5随着计算机技术的进步越来越多的人采用智能反分析方法。其中主要的方法有人工神经网络方法，遗传算法等。人工神经网络技术具有自组织、自学习和强容错性能，具有同时能处理确定性和不确定动态非线性信息的能力，能建立复杂的非线性映射关系[3]，而遗传算法是一种全局最优化的方法，特别适用于多极值点的优化问题，能较快的搜

6、索到全局最优解，并且对目标函数的形态没有具体的要求，明显优于传统的优化方法，人工神经网络方法与遗传算法有机结合之后更能体现其优越性。因而采用人工智能的方法能够在解决复杂岩土工程问题是收到良好的效果。除了这两种常用的人工智能方法外，随着多学科的交叉，如遗传规划[4]、模糊数学方法[5]等也已引入到解决工程参数确定的问题上来。3.结论与展望目前，国内外并没有固定的确定工程参数的方法，科学工作者一直在探索能够适用于实际工程的参数确定方法。对于简单的岩土工程问题可以采用实验的方法来确定工程参数；而对于实际工程经验丰富并有相对完整的实践经验参数对照的工程项目可采用经验判断

7、法来确定工程参数；而对于较为复杂，采用实验手段无法获取所需工程参数并缺乏实际经验的大型工程，则多借助于计算机技术并依据相应的实测资料进行反分析来获取参数。近些年来，借助学科之间的交叉、融合以及计算机技术的飞速发展，其他学科上的理论与计算方法也可以引入到工程计算参数的确定中，通过评价及检验运用到实际工程中，并取得了一定的成果。参考文献：[1]梅松华.层状岩体开挖变形机制及破坏机理研究[博士论文].中科院武汉岩土所.2009.[2]卢廷浩.岩土数值分析.中国水利水电出版社.2008.[3]卢少华.遗传规划及其在采切巷道结构性优化中的应用研究[硕士论文].西安建筑科技

8、大学，2001.[4]李