对岩土工程反分析的研究

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岩土工程作为土木工程中的重要分支，在土木工程中占据着举足轻重的作用，其本身的发展成就将会在一定程度上影响和促进或抑制土木工程的发展。除此之外，无论是在公路、隧道、桥梁、堤坝，还是工业、机场以及民用建筑等等工程上，都将会涉及到岩土工程，岩土工程无论是在生活还是在社会的发展中都占据着重要的地位。因此，通过对岩土工程反分析的研究来促进岩土工程的发展刻不容缓。本文就将从岩土工程反分析的定义、发展现状、存在的问题、反分析方法在岩土工程中的运用以及未来展望这几个方面上来对岩土工程反分析做定性的研究。



一、岩土工程反分析的定义
在岩土工程中的分析法，就是指在反映系统力学的以及现场勘测到的某一些物理信息量的基础上，通过相应的反演模型来推算出该系统中各项或者某些数据具体的初始数据和参数的方法。
岩土工程反分析方法是在分析具体的现实问题中产生的，因此反分析方法能具体的解决岩土工程中出现的诸多问题。在岩土工程中起着至关重要的作用，只有建立在充分了解其定义的基础上才能对其做相应的分析研究。
二、岩土工程反分析的发展历史及现状
在20实际7O年代初期人们开始对反分析问题进行相关的研究，经过了这么多年众多学者的努力专研，反分析方法的理论得到了重大的突破发展和应用。岩土工程反分析的发展历史在大体上来讲可以分为三个时期。首先是70年代初到80年代初这一段时间，这个阶段是反分析方法的初级阶段，主要是对反分析理论进行研究以及其计算方法的建立。在这个阶段中研究的大多是线性问题的逆反分析法，这个阶段中最重要的一点就是反分析方法在水电工程中的应用；第二个阶段就是从8O年代初期到90年代初，这个阶段是分析方法的发展阶段。这个阶段主要出现了采用了不同的本构关系以及计算方法的各种反分析法吗，这一阶段的重要特征是注重反分析的实际应用以及考虑实际现场条件，这也是大规模工程建设中对于理论技术发展的要求；第三个阶段就是90年代初至今，在这个阶段不仅在岩土体模型识别问题方面，而且在考虑岩土本身随机性的非确定性的方面上，反分析都取得了迅速的发展。同时，信息论和系统论等等技术也被应用到位移反分析的研究中。在此基础上，还提出了关于施工工程的仿真反分析以及动态施工的反分析技术。并且，随着计算机技术的不断成熟，神经网络和遗传算法等等诸如此类的现代优化方法已经开始在岩土工程中得到了充分的使用，并且发挥着巨大的作用。
三、岩土工程反分析现如今存在的问题
随着社会的不断进步和科技的不断创新，虽然岩土工程反分析方法取得了诸多的成就以及突破，但是又因为岩土工程问题中极具复杂性的这一特点，使得许多的工作都不完善，具体的可以分成以下几点来进行分析。
1、施工过程中的模拟问题
岩土工程反分析法虽然为我们提供了从现场实测的数据来反馈从而得到计算参数以及研究对象分析的一条途径，但我们不能忽略现场存在的施工条件对于反分析方法的具体影响，只有建立在充分考虑这些问题的基础上，才能得到与事实相符合的统计。就目前而言，反分析方法中，对现场施工的方法以及施工步序做精确考虑的模拟设备还不能满足现实的需求。虽然现阶段对于模拟设备的研究得到了相关研究者足够的重视和关注，同时也取得了一些进展，但是就对于施工过程中模拟方面研究的深度和广度仍然是远远不够的，这就需要诸多的研究者不断的努力。
2、非线性模型解的适定性问题
就现阶段来说，岩土工程中的弹性以及线粘弹性问题反分析的具体研究理论以及方法都得到了充分的发展，其应用范围也在不断的扩展。但是岩土工程研究的实际情况中总是会出现一些非线性的问题。如果采用线性问题的解决方法来对非线性的问题进行处理的话，得到的结果必然会存在较大的偏差，这样不利于指导工程的顺利开展。对于目前的非线性问题来说大多数都是采取传统的优化方法，这样的缺点是工作量极大，并且得到的结果也不是极其精准的。对于非线性的问题，相关人员已经对这方面存在的问题进行了针对性的研究吗，但是在理论水平上仍然存在着一些不足之处。
3、反分析方法的实用性问题
随着对于岩土工程反分析方法的不断深入研究，虽然目前已经出现了多种反分析法，但是其中的不少在与工程结合中仍然不能得到理想的效果，这体现了反分析方法在实用性方面上仍然存在这一些欠缺。造成这一现象的主要原因是由于在反分析方法的研究过程中，研究者对于反分析法的具体目的不清晰以及不明确所引起的。因此，在对岩土工程反分析进行相关性的研究过程中，研究人员必须清楚地明确反分析方法的具体目的以及在现实中的具体作用。只有建立在明确了反分析法的具体目的以及现实运用的基础上研究出来的反分析法才具有较强的实用性。
四、反分析方法在岩土工程中的应用
反分析方法在岩土工程中的应用主要是在解决由于材料的非均质性、不连续性以及非线性造成的本构模型以及力学参数等这一方面的问题上，通过在岩土工程中充分的应用反分析的方法，我们可以更加形象以及合理的完成岩土工程的设计。在反分析方法的实际应用中，要充分的理解其原理以及重要的注意事项，并且在此基础上还要注重实际施工过程中的相关注意事项，再加上严格的推断过程，这样就可以确保其准确性，充分的发挥反分析法在岩土工程中的具体应用，从而加快岩土工程的发展进程。
五、对岩土工程反分析技术的展望以及未来发展方向的分析
岩土工程反分析法的研究从最初应力的研究开始，经过逐步的研究，逐渐发展为可以求解各地层特性参数的研究岩土工程的方法，并且形成了成熟的理论以及方法。随着社会的不断进步以及计算机技术的不断成熟，逐渐的使数值的研究成为了反分析方法研究的重点，一些数值方法成为了反分析方法的有力工具。但是另外一方面由于工程建设的规模逐步的扩大，工程实际实施的复杂性，使其在计算的过程极其冗长，甚至使得计算无法进行。鉴于此，如何在保证工程顺利完成的基础上确保计算的可靠性以及计算的精度成为了岩土工程中的研究难题。
在岩土工程反分析技术的未来发展方向方面，软土工程反演理论将会是其重点。这主要是因为在现阶段的城市建设中，软土工程的不断增加所造成的。
岩土工程作为土木工程中的重要分支，在土木工程中占据着举足轻重的作用，其本身的发展程度将会在一定程度上影响、促进或抑制土木工程的发展。此外，岩土工程无论是在生活还是在社会经济的发展中都占据着重要的地位。反分析的方法是顺利开展岩土工程的基本保障，因此相关人员在岩土工程建设的过程中必须建立起用反分析方法对岩土工程进行分析和研究的意识。本文主要是对岩土工程中反分析方法的定义、发展现状、存在的问题及其在岩土工程中的运用以及未来展望这几个方面上来对岩土工程反分析做了具体的分析。