浅谈土体参数的反演方法

本文主要介绍了推定土体介质基本参数的各种方法,强调了利用反演法来确定土体物理性能在工程实践中的应用。     

基于粒子群算法的滑坡强度参数反演分析

介绍了一种全局最优化算法——粒子群算法,并把该算法应用到滑坡强度参数反演分析中。实例表明,该方法是一种有效的工程分析方法,具有现实的工程意义。     

关于边坡岩体抗剪强度计算参数取值方法的探讨

边坡岩体抗剪强度参数是影响边坡稳定性的主要地质因素之一.本文总结了确定岩体抗剪强度参数的常用方法和影响参数选取的主要因素,指出岩体的抗剪强度参数的确定应采用多种方法,以获得合理可行的结果.     

岩质高边坡稳定分析中的抗剪强度参数的概率统计方法

本文广泛运用概率论和数理统计的原理研究岩体抗剪强度试验指标的统计方法和取值原则，形成一完整的软件系统。文中叙述了各分立软件的功能和计算方法。     

土钉抗拔分析和参数反演

应用有限元方法对土钉抗拔进行了分析计算,并依据土钉现场抗拔试验结果,对土钉与周围土体的界面粘结强度和抗剪刚度进行了反演分析,为土钉墙支护结构设计,施工及分析提供了依据和参考。     

土质边坡土体抗剪强度室内外试验研究

结合具体的滑坡工程,通过8个现场水平推剪试验和4组室内反复直剪试验研究了滑带土的抗剪强度指标变化规律、含水量变化对土体强度参数的影响、峰值强度和残余强度之间的差异等.试验结果表明,对于渐进式滑坡,坡体一般有足够的时间形成其滑动面,因此这类边坡的稳定性依靠的应该是它的残余强度,而不是峰值强度.同时,含水量的变化对土样抗剪强度有很大的影响,遇水作用后其强度下降很快,并随着含水量的增加,土体的峰值强度降低,剪切变形增加,这些特性对边坡稳定性非常不利.最后,与室内直剪试验相比,现场水平推剪试验更能按土体实际受力情况来确定试验应力路径,能保证土样的原始结构和含水状态,并沿潜在的滑动方向进行大面积剪切,是一种合理有效的试验方法,试验所得结果值与土体真实值较接近,其结果一般对工程设计是可靠的.图9,表4,参7.     

高能同步辐射光源土体动力学参数反演方法

考虑到土体动力学参数是高能同步辐射光源等大科学装置环境微振动控制中场地振动响应评估的一个重要条件,基于常时微动测试提出土体动力学参数反演的方法,并在高能同步辐射光源现场开展了常时微动测试方法、单频激振器稳态激励法和锤击瞬态激励法原位试验和对比验证.试验结果表明,常时微动测试方法反演得到的土体动力学参数与其他2种方法的结果相差不大于15%,反演计算得到的土体相速度与实测相速度相差不超过5%.常时微动测试土体振动响应以Rayleigh波为主,具有测试设备便捷、测点振动响应相干性要求不高、不需要考虑测点与振源距离等优点.常时微动测试可为大科学装置场地土体动力学参数反演提供更简便可靠的分析方法.     

基于Drucker-Prager系列准则的抗剪强度参数分析

在真三轴应力状态下建立了岩土材料内摩擦角与中主应力系数的函数关系,通过与砾石料、Q2黄土和Santa Monica Beach砂的真三轴试验结果对比,探讨了基于Drucker-Prager(D-P)系列屈服准则的内摩擦角与中主应力系数的关系,以及D-P系列屈服准则的适用性.结果表明：当中主应力系数取特定值时,D-P系列屈服准则中内摩擦角的理论值与试验值相等;在不同应力状态下,岩土材料应选用合适的D-P系列屈服准则,以使内摩擦角的理论值与试验值基本吻合.     

基于ANN-RBF方法对边坡岩体抗剪强度的预测

抗剪强度参数的选择对于边坡稳定性分析至关重要.为了保证数值分析的可靠性,建立了RBF神经网络模型预测边坡岩体的抗剪强度参数,并且收集了大量的工程数据修正和验证了这个模型.该模型可以预测任意一个边坡岩体的抗剪强度参数,并且计算结果非常接近于实测剪切实验结果,这证明了该模型的有效性和合理性.     

基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演

基于现场变形观测资料的优化反演是确定边坡岩体力学参数的主要方法之一,其本质是一个岩体力学参数的寻优过程,因而,如何选择一个高效的优化算法是其核心问题之一.目前,粒子群优化算法已被应用于边坡工程力学参数反演,但其算法实现为同步模式,最优粒子的信息不能及时共享,降低了优化效率,使得反演耗时较多.鉴于此,提出基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演,该算法的搜索步伐并不一致,粒子间表现出异步性,因而寻优效率明显高于同步模式,可有效解决在边坡工程中岩体力学参数反演中存在的低效问题.在此基础上,构建了边坡工程岩体力学参数反演模型,并采用ABAQUS作为反演分析中的正分析工具,给出了边坡工程岩体力学参数反演的实现流程,完成了程序编制,进而通过算例分析,验证了所提出的方法和程序编制的可行性和高效性.     

基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演

基于现场变形观测资料的优化反演是确定边坡岩体力学参数的主要方法之一,其本质是一个岩体力学参数的寻优过程,因而,如何选择一个高效的优化算法是其核心问题之一.目前,粒子群优化算法已被应用于边坡工程力学参数反演,但其算法实现为同步模式,最优粒子的信息不能及时共享,降低了优化效率,使得反演耗时较多.鉴于此,提出基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演,该算法的搜索步伐并不一致,粒子间表现出异步性,因而寻优效率明显高于同步模式,可有效解决在边坡工程中岩体力学参数反演中存在的低效问题.在此基础上,构建了边坡工程岩体力学参数反演模型,并采用ABAQUS作为反演分析中的正分析工具,给出了边坡工程岩体力学参数反演的实现流程,完成了程序编制,进而通过算例分析,验证了所提出的方法和程序编制的可行性和高效性.     

基于监测资料的反演岩体结构面参数方法研究

因岩体参数比较难以确定，其对数值计算的结果会造成很大的影响，而实验室内对岩体参数的测定均存在尺度效应问题，且考虑经济因素，现场取样不多，因而无法准确得到工程区的岩体参数．反演分析是研究由实测数据推断物理系统模型参数的理论和方法，广泛应用于岩土工程当中．利用训练好的连通率反演岩体参数。验证了在反演分析方法得到的参数下岩土体的稳定性．     

基于人工神经网络的岩土工程力学参数反分析

基于人工神经网络方法,建立了非线性力学反分析模型。用位移反求岩土工程计算中的邓肯参数,并以实例进行计算分析,结果表明此法适用于解决这类复杂非线性问题,稳定性好,有良好的适用性。     

基于PFC2D岩质边坡稳定性分析的强度折减法

基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通作为失稳判断准则,一方面能够对边坡局部危险区域予以定性预测,另一方面监测边坡变形到破坏的失稳过程,最终定量分析边坡稳定性.结合黑山铁矿现场边坡稳定研究实例,分别研究了边坡开挖扰动前后的边坡变形特征,得到开挖前后边坡安全系数分别为1.803和1.183,与预期结论一致.     

基于有限元折减强度法与极限平衡法结合的岩质边坡稳定性分析

 基于露天矿岩质边坡的稳定性分析及边坡角优化的需要,提出采用有限元折减强度法与极限平衡法相结合的方法对露天岩质边坡进行稳定分析,并对算例中的最终边坡角进行了优化。该方法首先利用有限元折减强度法计算出边坡内部塑性区,并假定塑性区为边坡潜在的滑动面,从而能够确定滑动面的倾角范围。此后再以此滑动面倾角范围为分析起点,结合极限平衡理论计算出在不同边坡角下的边坡安全系数。通过绘制安全系数随边坡角的变化曲线,即可找出满足安全阈值的最优边坡角。最后,采用该方法对兰伯特角铁矿中部矿区上盘边坡角进行了优化,证明了该方法的可行性。     

基于非线性破坏准则的岩体剪切强度参数确定方法

剪切强度预测是岩体稳定性分析的重要内容,为了采用Hoek-Brown非线性准则描述岩体的剪切强度参数,利用理论推导和数值拟合的方法,探讨了Hoek-Brown参数到Mohr-Coulomb参数的转换过程,并分析了非线性准则中各个参数对于剪切强度参数的影响.结果表明.通过大量数据拟合回归的方法可确定剪切强度参数与Hoek-Brown准则参数之间的关系;随着地质强度指标GSI的增大,岩体的剪切强度参数c和φ均不断增大,黏结力较内摩擦角对于岩体地质强度指标的变化更为敏感;二者随mi的变化幅度均不大,GSI对于岩体强度的影响大于mi.     

边坡稳定分析有限元强度折减法失稳判据探讨

有限元强度折减法目前广泛应用于复杂条件下边坡稳定安全度的求解,其边坡失稳判据主要有有限元计算不收敛、位移拐点及塑性区贯通等.相应存在的问题有:收敛性受非线性求解方法制约、位移曲线的拐点有时并不明确、在滑动面未知的情况下塑性区贯通判据难以准确把握临界点等.针对一经典边坡,讨论不同迭代算法的影响,提出边坡位移曲线的双拐点概念,从另一角度分析各判据,根据其特点建议联合采用位移出现拐点与塑性区全部贯通作为边坡失稳判据.     

用强度折减有限元法分析土坡稳定问题

采用土工有限元软件Plaxis8．1研究了强度折减有限元法分析土坡稳定的若干问题，着重讨论了土体参数选用及计算域范围和土体本构参数对该法求土坡安全系数的影响。     

基于有序聚类的强度折减法安全系数确定方法

 为准确获取强度折减法中位移-折减系数关系曲线中的突变点,引入有序聚类分析方法,以确定安全系数。首先介绍了强度折减法,指出了目前确定安全系数的各种失稳判据存在的问题。鉴于系统模式在突变破坏点前后发生了变化,特别是位移和塑性应变急剧增大,尝试用有序聚类分析法找出该突变点。针对常规Fisher最优分割法不适用于渐进趋势,结合“回归类”聚类思想,将拟合的一次多项式作为聚类中心,残差平方和作为回归类直径,建立起新的有序样品回归类聚类方法。利用该法将位移-折减系数序列分为稳定段和失稳段,从而确定突变点,采用对应的折减系数作为系统的安全系数。用该方法对澳大利亚计算机应用协会(ACDAS)的经典边坡考题EX1(a)进行了研究,计算出的安全系数和Flac3D内置强度折减模块(Solen fos)的计算结果一致,证明了方法的可行性。最后,在基础上建立了更方便实用的系统稳定状态的判别式。