2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：反分析

2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：反分析

第三节 反分析

　　一、反分析的含义

　　通过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据，反求某些岩土工程技术参数，并以此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。例如，根据建筑物沉降观测结果，反求地基土层的模量或确定沉降计算的经验系数，并由此验证地基沉降量计算的确切性。

　　反分析是岩土工程勘察、设计的一个重要特点。由于岩土工程的影响因素复杂，设计计算所用的数学模型或计算公式都需经过一定的概化和简化;尤其当地质条件较复杂时，岩土参数往往不易准确量测。所以设计计算的结果就存在误差和不确定性。

　　此外，测试条件与工程原型之间存在较大的差别(尺寸效应、应力状态)，也影响岩土参数的可靠性和适用性。因此，单纯依靠理论计算又无现成经验的设计，可靠性较低;而以实体试验和原型监测为依据的岩土工程设计则较为可靠、合理。

　　反分析应以岩土工程实体或足尺试验为分析对象。根据系统的原型观测，查验岩土体在工程施工和使用期间的表现，检验与预期效果相符的程度。只要方法得当，反分析可以求得更加符合实际的岩土工程技术参数。它与室内试验、原位测试一起，构成了求取岩土参数的第三种手段。也可以说，反分析是前两种测试方法的补充，并借以验证其所求得的参数的实用性。

　　二、反分析的应用

　　反分析可分为非破坏性(无损的)反分析和破坏性(已损的)反分析两种情况。

　　表1 非破坏性反分析的应用

　　表2 破坏性反分析的应用

　　为了提高反分析结果的可信度，不论何种类型的工程都应做到以下几点：

　　(1)反分析之前，应进行详细的场地勘察工作，了解岩土和地下水条件，以及它们在施工过程中发生的变化。

　　(2)了解工程实体或足尺结构物在施工和运营过程中实际外加荷载的大小、加荷方式和作用时间。

　　(3)通过测试和分析，确定岩土体的初始状态变量，如岩土体的初始应力状态、应力历史等。

　　(4)合理确定岩土体的本构关系或反应模型以及相应的计算方法。

　　(5)恰当假定分析过程中的排水条件和边界条件。

　　(6)恰当确定反分析中所需的岩土体辅助参数，如土的重量、隙比、含水率等。需进行数据统计时，一般只能在内插范围内选取参数，只有在确有把握的情况下，才采用外延方法。

　　(7)原型观测的项目、手段、方法和要求，应有针对性。

　　(8)在进行量纲分析、理论分析、统计分析时，应注意反分析工程与设计工程之间在尺寸上的差异。