所谓岩土工程位移反分析
所谓岩土工程位移反分析，即以现场测量到的位移为基础，通过数学物理反分析模型，得到岩土介质的本构模型及等效力学参数（如初始地应力、变形参数、强度参数等）的方法。最终目的是建立一个输出位移更接近现场实测位移的理论模型，以便较正确地反映或预测岩土结构的某些力学行为。
20 世纪70 年代初人们开始岩土工程位移反分析的研究，随着岩土工程的发展，国内外众多学者对位移反分析的理论与应用进行了大量广泛而深入的研究。岩土工程位移反分析涉及的研究内容非常广泛，下面就从位移解析解、位移反分析的唯一性、位移测量点的优化布置、本构模型、数值计算方法、优化方法这六个方面对其进行综合地考察。
1.3.1 位移解析解
1898 年，Kirsch[92]最早发表了弹性平板中圆孔周围的二维应力分布解，Jaeger和Cook （1969）[93]对Kirsch 方程进行了详细的推导。此后，Poulos 和Davi（s1974）[94]、Pender （1980）[95]、Carter（1982）[96]和Verruijt（1999）[97]分别在不同的边界条件下给出了圆形巷道的位移解析解。Exadaktylos（2002）给出了半圆形巷道的位移解析解[98]。Muskhelishvili（1953）[99]和蔡晓鸿（2008）[100]分别在不同的边界条件下给出了椭圆形巷道的位移解析解。吕爱钟（1998）[10]、张路青（2001）[101]求解了不同地应力条件下任意形状巷道的位移解析解。
1.3.2 位移反分析的唯一性
反分析的唯一性是位移反分析中最重要却研究得最不充分的理论问题之一。迄今为止，国外尚未有相关论文发表，国内的论文也是凤毛麟角。吕爱钟（1988）[103]推导了参数可辨识条件，论证了地下洞室弹性位移反分析的多种唯一性问题，并指出某些问题无论安装多少个位移测点其反分析的结果都不是唯一的。张路青（2001）[101]进一步研究了考虑剪应力时位移反分析的唯一性问题。杨志法[104]则用几何作图法证明了图谱反分析的唯一性。以上文献中均假设岩体为各向同性材料，国内外尚未有报道对各向异性岩体位移反分析的唯一性问题进行研究。为了更大限度地利用位移反分析方法及更有效地指导施工与决策，本文将在以上研究的基础上，对横观各向同性岩体位移反分析的唯一性问题进行研究。
1.3.3 位移测量点的优化布置
测量点的布置对位移反分析的唯一性和反分析精度都有很大的影响，因此，众多研究人员对位移测量点的优化布置进行了研究。测量点的布置包括测量点的数目和测量点的空间位置两方面的工作。由于工程费用和测量现场条件的制约，测量点的数目应该控制在一定范围之内。关于测量点数目下限的确定，大家公认的原则是测量点数目至少要大于等于待反演参数的数目，否则就会因为信息量不足而导致反分析失败。但是在满足下限的情况下，测量点数目越多越好，还是越少越好，目前并没有形成统一的认识。Kemevez（1978）[107]发现并不是测点数目越多越好，而是测量点的空间位置更加重要。Cividini（1981）[109]的大量计算结果表明多测点的反分析结果不一定比少测点的反分析结果好，应该综合考虑测点的数量和空间位置。沈新普（1995）[105]认为测量误差会导致反分析结果偏离真值较远，应该尽可能多地布置测点，从而消除测量误差的影响。孙钧（1996）[108]从工程计算中观察到太多的测点并不能显著地改进位移反分析结果。Jim（2000）[106]认为较多的测点数目能够提高反分析的效果，但是随着测点数目增加得越多，提高的效果就越不明显。
对测量点的空间位置应该遵循的原则，目前主要有以下几种[174]：
最大位移原则[110]。该原则认为位移绝对值比较大的测点，测量的相对误差就比较小，测量精度就比较高，所得数据的实用价值就越大。不过，由于现代测量技术的迅猛发展，对量值比较小的位移，测量精度已经有了较大的提高。
最大灵敏度原则[111, 112]。灵敏度反映了位移测量值相对于待反演参数的变化。该原则考虑到灵敏度越大就越有利于参数的反演，所以就以灵敏度最大作为测点布置的原则。但
是，当待反演的参数不仅一个时，依照这种原则很难得到一个适用的综合判断指标。
最小方差原则[113, 114]。按照该原则布置测点时遵循的原则就是使参数估计误差的方差最小。这与Fisher 信息矩阵[115]有关，许多学者进行了大量测量点布置的研究[114-117]。在实际工程中，提出的大部分测点布置原则都与D矩阵的性质有关。主要的测点布置原则包括：①D最优：使D矩阵的行列式值最小化；②A最优：使D矩阵主对角元素的和最小化；③ E 最优：使D矩阵的最小特征值最大化。对比三个原则表明[118]，A最优原则倾向选择灵敏度最大的测点，E 最优原则倾向选择灵敏度最小的测点，而按照D最优原则选择的测点的灵敏度介于A最优和E 最优两者之间。以上原则分别从不同的侧面对测点的优化布置提供了很有价值的参考。但是以上的研究大多是针对各向同性岩体，并且到目前位置，关于位移反分析的测点布置准则，并没有得到统一的认识。本文试图基于最大位移原则对横观各向同性岩体位移反分析中的测点优化布置问题进行初步研究，探寻合适的位移测点布置准则。
1.3.4 本构模型
纵观岩体位移反分析的发展过程，反分析中使用的有代表性的本构模型如表1.1~表 1.5 所示。需要指出的是，在岩土工程的反分析中，还有另外一种选取物理模型的思路，即放弃传统的各种力学本构关系，而将岩土体作为一个黑箱系统，直接从该系统的激励和响应的样本数据中总结提炼规律。其中最具代表性的是基于人工神经网络的智能方法，这种方法具有很强的自学习能力和对环境的适应能力，因此它特别适用于模拟岩土体这类复杂的系统。目前已有很多学者在这方面取得了一些成果[119-122]，但由于供给神经网络进行学习的大量样本不容易获得，从而影响了这种模型的实际应用。
1.3.5 数值计算方法
正分析的正确解决是反分析的基础，而合适的数值计算方法可以改进正分析的速度、精度和通用性，所以在反分析的正计算中要采用一种合适的数值计算方法。近年来，伴随着计算机技术的飞速发展，岩体稳定性分析的数值计算方法日臻成熟。当前应用于岩体工程问题的主要数值分析方法有：有限单元法、边界元法、有限差分法、离散单元法、无限元法、界面单元法、无单元法、非连续变形分析、流形元法以及由以上各种方法相组合而得到的混合数值计算方法。当岩体被裂隙切割成块体集合时，非连续的数值方法如离散单元法、非连续变形分析等可以更逼真地反映岩体的内部结构，但块体的拓扑分析过于繁杂，所以目前在岩土工程的数值计算中，应用较广的还是基于连续介质力学的数值计算方法。纵观岩体位移反分析方法的发展过程，数值计算方法大多选用有限单元法和边界元法。这是因为，有限单元法是岩石力学数值计算方法中最为广泛应用的一种。自20 世纪50 年代发展至今，有限元已成功求解了许多复杂的岩石力学与工程问题。有限元法的突出优点是适于处理非线性、非均质和复杂边界等问题，而岩体应力变形分析就恰恰存在这些困难问题。边界元法在20 世纪70 年代得到迅速发展，有限元法是全区域离散化，而边界元法仅对边界离散化。这样使三维问题降为二维问题求解，使二维问题降为一维问题求解，当物体的表面积和体积之比比较小时，边界元的划分单元数要比有限元少数倍或十几倍，这样也使待解的方程数目、处理和存储的数据量降低同样的倍数，大大节省了机时。边界元法比较适合求解无限区域和半无限区域问题，如深埋巷道是一个典型的例子。
有限差分法是从一般的物理现象出发建立相应的微分方程，经离散后得到差分方程，再进行求解的方法。差分方程在计算机出现以前用一般的手摇计算器也可以求解。20 世纪60 年代以后，由于有限单元法和边界元法的异军突起，使差分法在岩土工程中的应用暂时趋于停滞，有限差分法曾一度受到冷遇。但20 世纪80 年代末由美国ITASCA 公司开发的FLAC （Fast lagrangian analysis of continua）程序采用差分方法进行求解，在岩土工程数值计算中得到了广泛的应用，使差分法重新焕发出了活力。岩土工程反分析中已有部分学者[177-179] 开始采用FLAC 程序用于位移反分析中的正计算。与其它程序相比，FLAC 程序有如下特点：①完全动态运动方程使得FLAC 在模拟物理上的不稳定过程时不存在数值上的障碍；②采用了显式有限差分求解，与有限元计算相比，FLAC 具有较快的非线性求解速度；③因为不需要形成刚度矩阵，故占用微机内存小，便于求解大型工程问题。因此，在岩土工程的位移反分析中采用FLAC 程序做正计算是非常合适的。
1.3.6 优化方法
位移反分析，可归结为一个极值问题的优化求解，合适的优化方法可以提高反分析的精度和速度。优化方法在岩土工程反分析中的应用，国内外很多学者进行了研究。1980年Gioda 提出采用单纯形等优化方法求解岩体的弹性及弹塑性力学参数，并讨论了不同优化方法（单纯形法、Powell 法、Rosenbrok 法）在岩土工程反分析中的适用性[180-184]；Sakurai（1983）采用最小二乘法反算隧洞围岩地应力及岩体弹性模量[126]；1984 年Arai 采用二次梯度法求解弹性模量和泊松比[132]；Gioda（1987）提出了一个根据现场测量挡土结构位移来计算作用于墙体上土压力分布估计值的最小二乘法[185]；Gioda（1987）等总结了适用于岩土工程反分析的四种优化方法，即单纯形法、拟梯度法、Rosenbrok 法和Powell 法，验证表明，这四种方法计算量大、解的稳定性差、收敛速度慢[184]；冯紫良（1989）提出了多种位移反分析的计算加速方法[186]；王芝银（1990）利用复合形法进行粘弹塑性增量位移反分析[162]；胡维俊（1991）等利用高斯-牛顿法和阻尼最小二乘法反分析坝体的多个弹性模量和坝基的多个变形模量[187]；李素华（1993）就不同的优化方法（单纯形加速法、复合形加速法、混合罚函数法和新鲍威尔法）在弹性横观各向同性以及弹塑性围岩位移反分析中的应用作了比较，并结合算例进行分析[170]；刘维倩（1995）等结合实例利用乘子梯度法一次反演初始地应力和材料参数并分析了算法的可行性及计算精度[188]；Masumoto（1995）应用牛顿法反算三维渗透率的分布[189]；吕爱钟（1996）结合6 种最优化方法在巷道位移弹性、弹塑性反分析中的应用，从初始参数初始点的选择、收敛速度、收敛精度和可靠性方面评价了这几种方法的优劣[190]；Yang（1997）[191]利用Powell 法研究地铁结构引起的地面沉降参数的反分析；沈振中（1997）提出了三维粘弹塑性位移反分析的可变容差法，并应用到三峡大坝的安全监测和反馈施工设计[163]；陈国荣等（1996，1998）利用阻尼最小二乘法进行三元件模型的粘弹性反分析，并应用到高速公路路基反分析及沉降预测[154, 155]；Ohkami（1997）利用牛顿法进行粘弹性参数辩识[156]；李仲奎（1997）[215]利用Pattern Search 优化方法进行了二滩水电站地下厂房洞室群反馈分析；朱合华（1998）利用单纯形法反分析成层土体的弹性模量，进而进行深基坑的变形预测[136]。Ohkami（1999）利用非线性最小二乘法进行粘弹性材料的参数辩识[192]。
以上为常规的优化方法，对高度非线性问题，搜索的最终结果为目标函数的极值点，并不能保证收敛到全局最优点，对反分析的结果影响较大。而以遗传算法（Genetic Algorithm，GA）为代表的现代优化方法，所要解决的是克服传统优化方法的不足，寻求问题的全局最优解，为岩土工程的优化反分析提供了新的方法。遗传算法具有较强的鲁棒性和收敛到全局最优的能力，并且可以处理非解析式的目标函数，在岩体力学位移反分析中得到了广泛的应用[158, 175]。但是，随着反分析参数的增加求解空间也急剧增加，而且岩体工程计算模型的规模和复杂度也在不断增加，这常常会带来反分析计算量大、速度慢的问题，不能满足工程上对于反分析的及时性需求。因此提高遗传算法的运行速度便显得尤为突出，采用并行遗传算法（Parallel Genetic Algorithm，PGA）是提高搜索效率的方法之一。
[105] 沈新普, 徐秉业, 岑章志, 等. 计算岩体力学. 北京: 中国环境科学出版社, 1995.
[106] Jim Y T C, Liu S. Hydraulic tomography: Development of a new aquifer test method.
Water Resources Research, 2000, 36(8): 2095-2105.
[107] Kernevez J P, Knopf-Lenoir C, Touzot G, et al. An identification method applied to an
orthotropic plate bending experiment. International Journal for Numerical Methods in
Engineering, 1978, 12(1): 129-139.
[108] 孙钧, 蒋树屏, 袁勇, 等. 岩土力学反演问题的随机理论与方法. 汕头: 汕头大学出
版社, 1996.
[109] Cividini A, Jurina L, Gioda G. Some aspects of characterization problems in geomechnics.
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 1981, 18(6): 487-503.
[110] 杨林德, 彭敏. 地下洞室围岩位移量测的优化布置. 同济大学学报：自然科学版, 1995,
23(2): 129-133.
[111] 李守巨, 马龙彪. 混凝土重力坝弹性参数识别的灵敏度分析及实例. 岩土工程学报,
2000, 22(3): 381-383.
[112] Wardle L J, Gerrard C M. The equivalent anisotropic properties of layered rock and soil
masses. Rock Mechanics, 1972, 4(3): 155-175.
[113] Yeh W W G. Review of parameter identification procedures in groundwater hydrology: the
inverse problem. Water Resources Research, 1986, 22(2): 95-108.
[114] Mejias M M, Orlande H R B, Ozisik M N. Effects of the heating process and body
dimensions on the estimation of the thermal conductivity components of orthotropic solids.
Inverse Problems in Engineering, 2003, 11(1): 75-89.
[115] Cunha J, Piranda J. Application of model updating techniques in dynamics for the
identification of elastic constants of composite materials. Composites Part B (Engineering), 1999, 30B(1): 79-85.
[116] Kavanagh K T. Experiment versus analysis: computational techniques for the description
of static material response. International Journal for Numerical Methods in
Engineering, 1973, 5(4): 503-515.
[117] Cunha J, Piranda J. Identification of stiffness properties of composite tubes from dynamic
tests. Experimental Mechanics, 2000, 40(2): 211-218.
[118] Haftka R T, Scott E P, Cruz J R. Optimization and experiments: A survey. Applied
Mechanics Reviews, 1998, 51(7): 435-448.
[119] 邓建辉, 李焯芬, 葛修润. BP 神经网络和遗传算法在岩石边坡位移反分析中的应用.
岩石力学与工程学报, 2001, 20(1): 1-5.
[120] 冯夏庭, 张治强, 杨成祥. 位移反分析的进化神经网络方法研究. 岩石力学
报, 1999, 18(5): 529-533.
[121] 刁心宏, 冯夏庭, 张士林, 等. 人工神经网络方法辨识岩体力学参数的可辨识性及其
177
稳定性探讨. 矿冶, 2001, 10(3): 11-14.
[122] 冯夏庭. 智能岩石力学导论. 北京: 科学出版社, 2000.
[123] Kirsten H A D. Determination of rock mass elastic moduli by back analysis of
deformation measurement.// Proc. Symp. Exploration in Rock Engineering. Johannesburg, 1976: 1154-1160.
[124] Kovari K, Amstad C, Fritzc P. Integrated measuring technique for rock pressure
determination.//Proc. Int. Conf. on Field Measurements in Rock Mechanics. Zurich, 1977: 533-538.
[125] Sakurai S, Abe S. A design approach to dimensioning underground opening. // Proc 3rd Int
Conf Numerical Methods in Geomechanics. Aachen, 1979: 649-661.
[126] Sakurai S, Takeuchi K. Back analysis of measured displacement of tunnel. Rock
Mechanics and Rock Engineering, 1983, 16(3): 173-180.
[127] Gioda G. Indirect identification of the average elastic characterization of rock masses.//
Proc. Int Conf on Structural Foundation on Rock. Sydney, 1980: 65-73.
[128] 杨志法, 刘竹华. 位移反分析法在地下工程设计中的初步应用. 地下工程, 1981, (2):
20-24.
[129] 杨志法. 有限元法图谱. 北京: 科学出版社, 1988.
[130] Jing F, Yang Z F. Tupu-Displacement back analysis method and its application.// Proc Int
Cong on Progress and Innovation in Tunneling. Toronto, 1989: 2123-2126.
[131] Arai K, Ohta H, Yasui T. Simple optimizaition techniques for evaluating deformation
moduli from field observations. Soils and Foundations, 1983, 23(1): 107-113.
[132] Arai K. An inverse problems approach to the prediction of Multi-dimension consolidation
behavior. Soil and Foundation, 1984, 24(1): 95-108.
[133] Arai K, Ohta H, Kojima K. Estimation of soil parameters based on monitored movement
of subsoil under consolidation. Soils and Foundations, 1984, 24(4): 95-108.
[134] 杨林德, 黄伟, 王聿. 初始地应力位移反分析的有限单元法. 同济大学学报(自然科
学版), 1985, (4): 15-20.
[135] Hisatake M. Three dimensional back analysis for tunnels.//Proceedings
International Symposium on Engineering in Complex Rock Formations. Beijing: Science Press, 1986: 791-797.
[136] 朱合华, 桥本正. 深基坑工程动态施工反演分析与变形预报. 岩土工程学报, 1998,
20(4): 30-35.
[137] 朱合华, 傅德明, 等. 软土深基坑粘弹性动态增量反演分析与变形预测. 岩土力学,
2000, 21(4): 381-384.
[138] 石安池, 徐卫亚, 周家文, 等. 边坡弹性模量反分析的模拟退火BP 网络方法. 河海大
178
学学报：自然科学版, 2006, 34(1): 69-73.
[139] Gioda G, Maier G. Direct search solution of an inverse problem in elastic-plasticity,
identification of cohesion, friction angle and in-situ stress by pressure tunnel tests.
International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1980, 15: 1823-1848.
[140] Sakurai S, Akutagawa S, Tokudome O. Characterization of yield function and plastic
potential function by back analysis.// Ichikawa Y, Kawamoto T, eds. Proceedings of the
8th International Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics. Part
3 (of 4). Rotterdam: Balkema, 1994: 2011-2016.
[141] Sakurai S, Shimizu N, Matsumuro K. Evaluation of plastic zone around underground
openings by means of displacement measurements.//Siriwardane H J, Zaman, eds.
Proceedings of the Fifth International Conference. Rotterdam: Balkema, 1985: 111-118.
[142] Zheng Y R, Wang C, Zhang D H. Back analysis from measured displacement based on
elastoplastic theory in strain space.// Int Symp on Geom Bridges Strc. Lanzhou, 1987:
505-508.
[143] Anandarajah A, Agarwal D. Computer-aided calibration of a soil plasticity model.
International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 1991,
15(12): 835-856.
[144] 孙钧, 黄伟. 岩石力学参数弹塑性反演问题的优化问题. 岩石力学与工程学报, 1992,
11(3): 221-229.
[145] 尹蓉蓉, 朱合华. 岩土介质弹塑性本构关系位移反分析. 华东船舶工业学院学报(自
然科学版), 2004, 18(3): 21-25.
[146] 李宁, 段小强, 陈方方, 等. 围岩松动圈的弹塑性位移反分析方法探索. 岩石力学与
工程学报, 2006, 25(7): 1304-1308.
[147] Hisatake M, Ito T. Back analysis for tunnels by optimization method.// Ichikawa Y,
Kawamoto T, eds. Proceedings of 5th International Conference on Numerical Methods in Geomechanics. Rotterdam: Balkema, 1985: 1301-1307.
[148] Wang Z Y, Liu H H. Back analysis of measured rheologic displacements of underground
openings.// Proc 6th Conf on Num Methin Geom. Austria, 1988: 2291-2297.
[149] Wang Z Y, Li Y P. Back analysis of viscoparameters and strata stress in underground
openings.// Proc. Int. Symp. on Underground Eng. New Delhi, 1988: 181-186.
[150] 王芝银, 李云鹏. 地下工程位移反分析法及程序. 西安: 陕西科学技术出版社, 1993.
[151] Li Y P, Wang Z Y, Liu H H. Three dimensional back analysis of viscoelastic creep
displacements.// Proc 3rd Int Conf on Underground Space and Earth Sheltered Buildings.
Shanghai: Tongji University Press, 1988: 383-387.
[152] 李云鹏, 王芝银. 粘弹性位移反分析的边界元法. 西安矿业学院学报, 1989, 9(1):
17-23. 175
[92] Kirsch G. Die Theorie der Elastizit?t und die Bedürfnisse der Festigkeitslehre. Zeitschrift
des Vereines Deutscher Ingenieure, 1898, (42): 797-807.
[93] Jaeger J C, Cook N. Fundamentals of Rock Mechanics, Methuen & Co. London: Methuen,
1969.
[94] Poulos H G, Davis E H. Elastic Solutions for soil and rock mechanics. New York: John
Wiley & Sons, 1974.
[95] Pender M J. Elastic solutions for a deep circular tunnel. Geotechnique, 1980, 30(2):
216-222.
[96] Carter J R. Elastic consolidation around a deep circular tunnel. International Journal of
Solids and Structures, 1982, 18(12): 1059-1074.
[97] Verruijt A. A complex variable solution for a deforming circular tunnel in an elastic
half-plane. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 1999, 21(2): 77-89.
[98] Exadaktylos G E, Stavropoulou M C. A closed-form elastic solution for stresses and
displacements around tunnels. International Journal of Rock Mechanics and Mining
Sciences, 2002, 39(7): 905-916.
[99] Muskhelishvili N I. Some basic problems of the mathematical theory of elasticity.
Groningen: Noordhoff, 1953.
[100] 蔡晓鸿, 蔡勇斌, 蔡勇平, 等. 二向不等围压和内压作用下椭圆形洞室的计算. 地下
空间与工程学报, 2008, 4(3): 453-459.
[101] 张路青, 贾正雪. 弹性位移反分析对地应力、弹模的反演唯一性. 岩土工程学报, 2001,
23(2): 172-177.
[102] Lekhnitskii S G. Theory of elasticity of an anisotropic body. Moscow: Mir Publishers,
1981.
[103] 吕爱钟. 巷道开挖围岩参数及地应力可辨性的探讨. 岩石力学与工程学报, 1988, 7(2):
155-164.
[104] Yang Z F, Lee C F, Wang S J. Three-dimensional back-analysis of displacements in
exploration edits - principles and application. International Journal of Rock Mechanics
and Mining Sciences , 2000, 37(3): 525-533.
179
[153] 杨林德, 朱合华. 地层三维粘弹性反演分析. 岩土工程学报, 1991, 13(6): 18-26.
[154] 陈国荣, 池永斌. 三维粘弹性参数反分析. 河海大学学报：自然科学版, 1996, 24(6):
25-28.
[155] 陈国荣, 高谦. 高速公路路基性态反分析及沉降预报. 工程地质学报, 1998, 6(4):
340-343.
[156] Ohkami T, Ichikawa Y. A parameter identification procedure for viscoelastic materials.
Computers and Geotechnics, 1997, 21(4): 255-275.
[157] Ohkami T, Murai J I. Identification procedure for viscoelastic materials using
correspondence principle. Communications in Numerical Methods in Engineering, 1998, 14(6): 497-504.
[158] 高强, 郭杏林, 杨海天. 遗传算法求解粘弹性反问题. 大连理工大学学报, 2000, 40(6):
664-668.
[159] 王永岩, 李剑光, 魏佳, 等. 黏弹性有限元反分析方法及其在软岩流变问题中的应用.
煤炭学报, 2007, 32(11): 1162-1165.
[160] Cividini A, Barla G. Calibration of rheological material model on the basis of field
measurements.// Ichikawa Y, Kawamoto T, eds. Proceedings of 5th International
Conference on Numerical Methods in Geomechanics. Rotterdam: Balkema, 1985:
1621-1628.
[161] 王芝银, 刘怀恒. 粘弹塑性有限元分析及其在岩石力学与工程中的应用. 西安矿业学
院学报, 1985, (1): 62-73.
[162] 王芝银, 李云鹏. 地下工程围岩粘弹塑性参数反分析. 水利学报, 1990, (9): 11-16.
[163] 沈振中. 三维粘弹塑性位移反分析的可变容差法. 水利学报, 1997, (9): 66-70.
[164] Dziadziuszko P. Inverse analysis procedures for nonlinear and time-dependent constitutive
models in geotechnics[Doctoral Dissertation]. Nagoya: Nagoya University, 2000.
[165] 赵新铭, 刘宁. 岩体弹-粘塑性参数的Bayes 随机优化反分析. 南京航空航天大学学报,
2008, 40(1): 125-128.
[166] Sakurai S. Numerical analysis for the interpretation of field measurements in
geomechanics.// Desai C S, Gioda G, eds. Numerical Methods and constitutive Modelling in Geomechanics. New York: Springer Verlag, 1990: 351-407.
[167] Sakurai S. Field measurement and back analysis.//Beer G, Booker J R, Carter J P, eds.
Computer Methods and Advances in Geomechanics. Rotterdam: Balkema, 1991:
1693-1701.
[168] Sakurai S. Assessment of cut slope stability by means of back analysis of measured
displacements.// Pasamehmetoglu, Geunhan A, eds. Assessment and Prevention of failure Phenomena in rock Engineering. Rotterdam: Balkema, 1993: 3-9.
[169] Ohkami T, Ichikawa Y, Kawamoto T. A boundary element method for identifying
180
orthotropic material parameters. International Journal for Numerical and Analytical
Methods inGeomechanics, 1991, 15(9): 609-625.
[170] 李素华, 朱维申. 优化方法在弹性、横观各向同性以及弹塑性变形观测反分析中的应
用. 岩石力学与工程学报, 1993, 12(2): 105-114.
[171] Dong Q X. Parameter identification and its application to tunnelling[Doctoral
Dissertation]. Innsbruck: Innsbruck University, 1997.
[172] Swoboda G, Ichikawa Y, Dong Q, et al. Back analysis of large geotechnical models.
International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 1999,
23(13): 1455-1472.
[173] 刘学增, 朱合华. 考虑动态施工过程的岩土介质横观各向同性粘弹性反分析及其工
程应用. 岩土工程学报, 2002, 24(1): 89-92.
[174] 黄立新. 平面正交各向异性体材料参数识别的边界元法[博士学位论文]. 北京: 清华
大学, 2005.
[175] 邝宏柱, 刘学增. 层状地层横观各向同性粘弹性优化反分析. 地下空间与工程学报,
2006, 2(1): 112-114.
[176] 黄光明, 李云, 顾冲时, 等. 碾压混凝土坝横观各向同性粘弹性参数反演. 水利水运
工程学报, 2006, (4): 15-20.
[177] 姜谙男, 茹忠亮, 张娇. 基于粒子群算法和FLAC 的洞室围岩参数反分析. 矿业研究
与开发, 2007, 27(5): 33-35.
[178] 罗润林, 阮怀宁, 黄亚哲, 等. 岩体初始地应力场的粒子群优化反演及在FLAC（-3D）
中的实现. 长江科学院院报, 2008, 25(4): 73-76.
[179] 张志增. 白云东矿山高陡边坡的稳定性分析和加固技术研究[硕士学位论文]. 北京:
北京科技大学大学, 2006.
[180] Gioda G. Indirect identification of the average elastic characterization of rock masses.//
Proc Int Conf on Structural Foundation on Rock. Sydney, 1980: 65-73.
[181] Gioda G. Some remarks on back analysis and characterization problems in
geomechanics.// Proceedings of the Fifth International Conference for Numerical Methods in Geomechanics. Nagoya, 1985: 47-61.
[182] Maier G, Gioda G. Optimization methods for parametric identification of geotechnical
system.// Maitins J, Bed, eds. Numerical Methods in Geomechanics. Boston, 1980:
431-436.
[183] Gioda G, Maier G. Direct search solution of an inverse problem in electroplasticity:
Identification of cohesion, friction angle and in situ stress by pressure tunnel tests.
International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1980, 15(12): 1823-1848.
[184] Gioda G, Pandolfi A, Cividini A. A comparative evaluation of some back analysis
algorithms and their application to in-situ load tests.// Proc 2nd Int Symp on field
182
1964: 281-298.
[204] 王开健, 刘西拉, 顾雷. 基于MPI 机群环境下的广义逆力法并行化初探. 岩石力学与
工程学报, 2005, 24(1): 57-65.
[205] 刘晓平, 安竹林, 郑利平. 基于MPI 的主从式并行遗传算法框架. 系统仿真学报,
2004, 16(9): 1938-1940.
[206] Holland J H. Adaptation in Natural and Artificial System. Michigan: University of
Michigan Press, 1975.
[207] 李邵军, 冯夏庭, 廖红建. 并行遗传算法对硅藻软岩本构关系的求解. 岩土力学,
2002, 23(1): 1-5.
[208] Wilkinson B., Allen M. 并行程序设计. 陆鑫达译. 北京: 机械工业出版社, 2005.
[209] 李仲奎, 戴荣, 姜逸明. FLAC3D 分析中的初始应力场生成及在大型地下洞室群计算
中的应用. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(A02): 2387-2392.
[210] 张学民. 岩石材料各向异性特征及其对隧道围岩稳定性影响研究[博士学位论文]. 长
沙: 中南大学, 2007.
[211] 李仲奎, 周钟, 汤雪峰, 等. 锦屏一级水电站地下厂房洞室群稳定性分析与思考. 岩
石力学与工程学报, 2009, 28(11): 2167-2175.
[212] 李仲奎, 徐千军, 张志增, 等. 雅砻江锦屏一级水电站地下厂房洞室群施工期快速监
测与反馈分析科研成果报告(一)~(九). 清华大学水利水电工程系, 2007 年 4 月~2008
年12 月.
[213] 周钟, 汤雪峰, 廖成刚, 等. 雅砻江锦屏一级水电站地下厂房洞室群围岩稳定与支
护、厂房主要结构设计报告. 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院, 2007 年 4 月.
[214] Pei J M, Li Z K. Criterion for 3D and 2D failure modes and strength of rock mass under
consideration of the effect of weak planes. Journal of Geotechnical Engineering,
1988,.10(2):3.
[215] Li Z K. Modeling and back analysis for a large scale underground powerhouse.//Broch,
eds. Proceedings of Hydropower 97. Trondheim: Balkema, 1997: 653-658.
181
Measurement in Geom. 1987: 1131-1144.
[185] Gioda G, Sakurai S. Back analysis procedures for the interpretation of field measurements
in geomechanics. International Journal for Numerical and Analytical Methods in
Geomechanics, 1987, 11(6): 555-583.
[186] Feng Z L, Yang Z F, Sun J Y. Back analysis of technique of parameters of ground media
and its convergence speed-up.// Proc. Int Symp. On Advances in geological Eng. Beijing, 428-437.
[187] 胡维俊, 吉占亮. 拱坝反分析的多点拟合法. 水利学报, 1991, (7): 27-33.
[188] 刘维倩, 黄光远, 穆永科, 等. 岩土工程中的位移反分析法. 计算结构力学及其应用,
1995, 12(1): 93-100.
[189] Masumoto K, Tosaka H, Kojima K, et al. New measuring system and high speed three
dimensional inversion method for hydropulse tomography.// Proc of 8th Int Con on Rock Mech. Tokyo, 1995: 847-850.
[190] 吕爱钟. 地下巷道弹性位移反分析各种优化方法的探讨. 岩土力学, 1996, 17(2):
29-34.
[191] Yang J S, Liu B C. Back analysis method for determination of ground surface subsidence
parameters due to subway construction.// Proc of the Ninth Int Conf on computer methods and Adv in Geomech. Wuhan, 1997: 801-804.
[192] Ohkami T, Swoboda G. Parameter identification of viscoelastic materials. Computers and
Geotechnics, 1999, 24(4): 279-295.
[193] 谭学术, 鲜学福. 复合岩体力学理论及其应用. 北京: 煤炭工业出版社, 1994.
[194] 谷兆祺, 彭守拙, 李仲奎. 地下洞室工程. 北京: 清华大学出版社, 1994.
[195] Timoshenko S, Goodier J N. Theory of elasticity. New York: McGraw-Hill, 1970.
[196] 赵均海, 汪梦甫. 弹性力学及有限元. 武汉: 武汉理工大学出版社, 2008.
[197] 蔡美峰, 何满潮, 刘东燕. 岩石力学与工程. 北京: 科学出版社, 2002.
[198] 王省哲, 怡晓玲. 弹性力学问题复变函数解法的应用与发展. 力学与实践, 2008,
30(6): 110-113.
[199] 吕爱钟, 张路青. 地下隧洞力学分析的复变函数方法. 北京: 科学出版社, 2007.
[200] 路见可. 平面弹性复变方法. 武汉: 武汉大学出版社, 2005.
[201] 刘占魁, 刘宝许. 隧道工程监控技术与位移反分析测点优化布置. 包头钢铁
学院学报,
2002, 21(1): 1-4.
[202] 杨林德, 彭敏. 地下洞室围岩位移量测的优化布置. 同济大学学报：自然科学版, 1995,
23(2): 129-133.
[203] Donath F A. Strength variation and deformational behavior in anisotropic rock.// Judd, W
R Ed. Proceedings of the Conf for State of Stress in the Earth's Crust. New York: Elsevier,
建筑工程质量事故案例分析论文
建筑工程质量事故案例分析论文 马佳栋 31201102017 11建筑工程技术 某市玻璃厂1999 年4月为增加生产规模扩建厂房，在原来天然坡度约22°的岩石地表平整场地，即在原地表向下开挖近5m，并距水厂原蓄水池3m左右，该蓄水池长12m、宽 9m、深8.2m，容水约900m3.玻璃厂及水厂厂方为安全起见，通过熟人介绍，请了一高级工程师对玻璃厂扩建开挖坡角是否会影响水厂蓄水池安全作一技术鉴定。该高工在其出具的书面技术鉴定中认定：“该水池地基基础稳定，不可能产生滑移形成滑坡影响安全；可以从距水池3m处按5％开挖放坡，开挖时沿水池边先打槽隔开，用小药量浅孔爆破，只要施工得当，不会影响水池安全；平整场地后，沿陡坡砌筑条石护坡；……本人负该鉴定的技术法律责任”。最后还盖了县勘察设计室的“图纸专用章”予以认可。 工程于7月初按此方案平基结束后，就开始厂房工程施工，至9月6日建成完工。然而，就在9月7日下午5时许，边坡岩体突然崩塌，岩体及水流砸毁新建厂房两榀屋架，其中的工人3死5伤，酿成了一起重大伤亡事故。 该工程边坡岩体属于裂隙发育、遇水可以软化的软质岩石，虽然属于中小型工程，但环境条件复杂，施工爆破、水池渗漏、坡体卸荷变形等不确定的不利影响因素甚多，在没有基本的勘察设计资料的前提下采用直立边坡，破坏了原边坡的稳定坡角，而且未采用任何有效的支挡结构措施，该边坡失稳是必然会发生的。若有正确的工程鉴定，并严格按基建程序办事，采用经过勘察设计的岩石锚桩（或锚杆）挡墙和做好水池防渗处理措施则是能够有效保证工程边坡安全的。 该高工的“技术鉴定”内容过于简略，分析评价肤浅、武断，未明确指出及贯彻执行现行勘察设计技术规范规定的技术原则及技术方法，主要结论建议缺乏技术依据，尽管其中有关地基施工中关于松动爆破和开槽减震的建议是正确的，也是有针对性的，但未经设计计算的有关边坡稳定的结论是不恰当的。有关用条石挡墙护坡的建议也不是该工程边坡条件下能确保边坡安全的有效支挡结构技术措施，而有关采用坡度为1：0.05的放坡建议，则更是没有贯彻现行规范的基本规定，缺少相应的论证分析，它的误导为该工程事故埋下了安全隐患。该“技术鉴定”虽然盖有县勘察设计室的“图纸专用章”，但却无一般勘察、设计单位通常执行的“审核”、“批准”等技术管理和质量保证体系，从技术鉴定
反分析的原理和计算方法
反分析的原理和计算方法 3.1概述地下工程开挖过程中，岩土体性态、水土压力和支护结构的受力状态都在不断变化，采用确定不变的力学参数分析不断变化的体系的力学状态，显然不可能得到预想的效果。软件提供的反分析方法以现场位移或内力增量量测值等为依据，借助优化反分析方法确定地层性态参数值，并将可使以这些参数值为输入量算得的测点位移计算值与实测值相比误差为最小的量作为优化反分析解，尔后将其用作预测计算分析的依据。 位移反分析方法可分为正反分析法和逆反分析法两类。后者为正分析的逆过程，计算过程简单，但须先建立求逆公式和编制相应的程序，适用性差。前者为正分析计算的优化逼近过程，一般通过不断修正未知数的试算值逼近和求得优化解，计算机运作时间虽长，但可利用原有正算程序进行计算，便于处理各种类型的反分析问题，并可用于各类非线性问题的分析，适用性强。本软件采用的方法为正反分析法。 地下结构的施工常采用分步开挖、分步支护的方式，其位移、结构内力及岩土层应力等随着施工阶段的变化呈现出一种动态响应过程。因此，有必要将常规的反演分析法与施工模拟过程结合起来，建立一种施工动态反演分析方法。在相同工程及地层条件下，通过利用当前施工阶段量测到的全量或增量信息，来反求地层性态参数和初始地应力参数，进而达到准确预测相继施工阶段的岩土介质和结构的力学状态响应，为施工监控设计提供指导性依据。 3.2量测信息的种类及表达式 在建立的反演分析计算法中 ,现场量测信息一般用作建立反演计算方程的输 入量 ,因而通常是进行反演计算的主要依据。岩土体在工程施工过程中受到扰动后发生的现象，主要是继续变形和破坏，如果归诸于力学原理，则是岩土体的应力场、应变场、位移场和稳定状态在受到扰动的过程中发生了变化。鉴于受力物体的变形、内力、应力和荷载之间存在依存关系，可以推理如能取得岩土体在受到扰动的过程中发生的应力、应变、内力或位移变化值的量测信息，则可望通过正演计算的逆过程得出初始地应力的量值和作用方向，以及用于描述岩土介质的受力变形性态的特性参数。 3.2.1 位移量测信息围岩地层中位移量测分为洞周表面各点的收敛位移量测如拱顶下沉、洞周收敛变形、地表沉降、盾构管片接头相对位移等和围岩域内各点的位移量测，主要为围岩径向多点位移、地表深层沉降、水平位移等。
深基坑安全事故案例分析
深基坑安全事故案例分析 基坑工程的主要内容： 一、深基坑的概念及特点二、深基坑工程事故类型处理措施 三、以某项目为例如何进行土方开挖阶段事故预防 四、深基坑工程事故预防及处理五、深基坑工程事故案例分析六、未来基坑支护的发展 一、深基坑的概念及特点 ●1、深基坑的概念 ●开挖深度超过5米(含5米)成地下室三层以上 (含三层)，或深度虽未超过5米，|但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程 ●本规定所称深基坑工程，包括工程勘察、围护结构设计、围护结构施工、地下水控制、基坑监测、土方挖填等内容 由于岩王工程具有很强的地城性，所以各地对于深基坑的定义也有所差别。 如上海、广东、山东、江西、南京规定5m以上为深基坑。 宁波、厦门、苏州规定4m以上为深基坑。 《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009 ●开挖深度大于等于5m的基坑或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测 也有一些专家的建议，可采用稳定系数Ns来判定，但不常用: N=r·H/C H ●其中: (kN/m3); 开挖深度(m)，是土的不固结不排水抗剪强度(kPa)。对于27的基坑为深基坑 2、深基坑工程的特点 (1)深基坑工程具有很强的区域性 岩土工程区域性强岩土工程中的深基坑工程区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。 (2)深基坑工程具有很强的个性 深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况具体运用。 (3)基坑工程具有很强的综合性 深基坑工程涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾，有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾，有的基坑周围地面变形是主要矛盾。深基坑工程的区域性和个性强也表现在这方面同时，深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程,是理论上尚待发展的综合技术学科。
上海一幢层楼倒塌工程事故案例分析
工程事故案例分析上海一幢13层楼倒塌案例分析 一、工程简况： 1.1工程简况 工程名称：上海市梅陇镇26号地块商品住宅工程（莲花河畔景苑小区）建设地点：梅陇西路东,淀浦河南,莲花路西 总投资：18830 万元 建设规模(建筑面积)：总建筑面积85227㎡，共由12栋楼及地下车库等16个单位工程组成 发生事故工程： 莲花河畔景苑7号楼位于在建车库北侧，临淀浦河。平面尺寸为长46.4m，宽13.2m，建筑总面积为6451㎡，建筑总高度为43.9m，上部主体结构高度为38.2m，共计13层，层高2.9m，结构类型为桩基础钢筋混凝土框架剪力墙结构。抗震设防烈度为7 度。 建设单位：上海梅都房地产开发有限公司（三级房地产开发企业资质） 房地产三级资质：1．注册资本不低于800万元；2．从事房地产开发经营2年以上；3．房屋建筑面积累计竣工5万平方M以上。 《房地产开发企业资质管理》第十八条规定:二级资质及二级资质以下的房地产开发企业可以承担建筑面积25万平方M以下的开发建设工程,承担业务的具体范围由省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门确定。
施工单位：上海众欣建筑有限公司（施工总承包房屋建筑工程三级 市政公用工程三级 施工专业承包建筑装修装饰工程三级） 施工总承包三级企业承包的范围 (1)14层及以下、单跨跨度24M及以下的房屋建筑工程。 (2)高度70M及以下的构筑物。 (3)建筑面积6万平方M及以下的住宅小区或建筑群体。 监理单位：上海光启建设监理有限公司（房屋建筑工程乙级 市政公用工程丙级） 监理范围： (1)可承担一般房屋建筑工程：14-28层。24-36M跨度(轻钢结构除外)。单项工程建 筑面积10000-30000平方M。 (2)高度70-120M的高耸构筑工程。 (3)建筑面积6-12万平方M的住宅小区工程。 设计单位：浙江当代建筑设计研究院有限公司 （甲级资质建筑设计院） 审图单位：上海宏核建设工程咨询有限公司 2001年获得上海市建设和交通委员会颁发的上海市建设工程施工图设计文件审查（一类含超限高层）机构认定书 勘察单位：上海协力岩土工程勘察有限公司 （工程勘察乙级资质） 勘察范围：20层以下的一般高层建筑，体型复杂的14层以下的高层建筑；单柱承受荷载4000kN以下的建筑及高度低于100m的高耸建筑物 1.2 事故发生前后情况该楼于2008年底结构封顶，同时期开始进行12号楼的地下室开挖。根据甲方的要求，土方单位将挖出的土堆在5、6、7号楼与防汛墙之间，距防汛墙约10m，距离7号楼约20m，堆土高约3～4m。2009年6月1日，5、6、7号楼前的0号车库土方开挖，表层1.5m深度范围内的土方外运6月20日开挖1.5m以下土方，根据甲方要求，继续堆在5、6、7号楼和防汛墙之间，主要堆在第一次土方和6、7号楼之间20m的空地上，堆土高约8～9m。此时，尚有部分土方在此无法堆放，即堆在11号楼和防汛墙之间。 6月25日11号楼后防汛墙发生险情，水务部门对防汛墙位置进行抢险，也卸掉部分防汛墙位置的堆土。 6月27日，清晨5时35分左右大楼开始整体由北向南倾倒，在半分钟内，
反分析的原理和计算方法
反分析的原理和计算方法 3.1 概述 地下工程开挖过程中，岩土体性态、水土压力和支护结构的受力状态都在不断变化，采用确定不变的力学参数分析不断变化的体系的力学状态，显然不可能得到预想的效果。软件提供的反分析方法以现场位移或内力增量量测值等为依据，借助优化反分析方法确定地层性态参数值，并将可使以这些参数值为输入量算得的测点位移计算值与实测值相比误差为最小的量作为优化反分析解，尔后将其用作预测计算分析的依据。 位移反分析方法可分为正反分析法和逆反分析法两类。后者为正分析的逆过程，计算过程简单，但须先建立求逆公式和编制相应的程序，适用性差。前者为正分析计算的优化逼近过程，一般通过不断修正未知数的试算值逼近和求得优化解，计算机运作时间虽长，但可利用原有正算程序进行计算，便于处理各种类型的反分析问题，并可用于各类非线性问题的分析，适用性强。本软件采用的方法为正反分析法。 地下结构的施工常采用分步开挖、分步支护的方式，其位移、结构内力及岩土层应力等随着施工阶段的变化呈现出一种动态响应过程。因此，有必要将常规的反演分析法与施工模拟过程结合起来，建立一种施工动态反演分析方法。在相同工程及地层条件下，通过利用当前施工阶段量测到的全量或增量信息，来反求地层性态参数和初始地应力参数，进而达到准确预测相继施工阶段的岩土介质和结构的力学状态响应，为施工监控设计提供指导性依据。 3.2 量测信息的种类及表达式 在建立的反演分析计算法中,现场量测信息一般用作建立反演计算方程的输入量,因而通常是进行反演计算的主要依据。岩土体在工程施工过程中受到扰动后发生的现象，主要是继续变形和破坏，如果归诸于力学原理，则是岩土体的应力场、应变场、位移场和稳定状态在受到扰动的过程中发生了变化。鉴于受力物体的变形、内力、应力和荷载之间存在依存关系，可以推理如能取得岩土体在受到扰动的过程中发生的应力、应变、内力或位移变化值的量测信息，则可望通过
基坑位移反分析方法的对比研究
万方数据
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基坑位移反分析方法的对比研究 作者：张军平， 邹银生， ZHANG Jun-ping， ZOU Yin-sheng 作者单位：湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082 刊名： 湖南大学学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF HUNAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES) 年，卷(期)：2005,32(1) 被引用次数：3次 参考文献(10条) 1.杨林德;朱合华地层三维粘弹性反演分析[期刊论文]-岩土工程学报 1991(06) 2.钱家欢土工原理与计算 2000 3.王旭东;黄力平;阮永平基坑工程中地基土水平抗力比例系数m值的反分析 1998(02) 4.李立新;石程云岩土工程位移反分析方法综述 1996(03) 5.侯学渊;刘国彬;黄院雄城市基坑工程发展的几点看法[期刊论文]-施工技术 2000(01) 6.李艳华反分析方法在基坑工程中的应用[期刊论文]-广东水利水电 2000(03) 7.KIRSTEM H A Determination of rock mass elastic moduli by back analysis of deformation measurements 1976 8.LCHIKAVA Y A generalized material parameter identification procedure in geotechnical engineering 1993 9.王芝银;李云鹏地下工程围岩粘弹性参数反分析[期刊论文]-水利学报 1990(09) 10.雷晓燕工程反分析问题及应用 1996(03) 本文读者也读过(7条) 1.杨敏.熊巨华.冯又全基坑工程中的位移反分析技术与应用[期刊论文]-工业建筑1998,28(9) 2.许荣华基坑土体参数优化反分析及其变形预测[学位论文]2007 3.邬龙飞逆作法深基坑工程中参数反演变形预测的研究[期刊论文]-城市建设与商业网点2009(18) 4.汪岚峰反分析理论在基坑变形预测中的应用研究[学位论文]2010 5.冯俊福.俞建霖.龚晓南反分析技术在基坑开挖及预测中的应用[期刊论文]-建筑技术2004,35(5) 6.何容基于人工神经网络的岩土力学参数反分析及其在深基坑稳定性研究中的应用[学位论文]2006 7.周瑞忠.邱高翔基于BP网络的深基坑支护位移反分析[期刊论文]-土木工程学报2001,34(6) 引证文献(5条) 1.肖铭钊.周承豪.程芸.冯晓腊.杨俊梅有限元与改进单纯形法联合编程技术在位移反分析中的应用[期刊论文]-岩土力学 2011(3) 2.温兆东基坑支护桩受力的水平位移反演计算方法[期刊论文]-地下空间与工程学报 2011(1) 3.谢凌志.李胤铎.林旭明.熊峰基于地铁站基坑工程施工过程的场地土参数动态反演[期刊论文]-四川大学学报 ：工程科学版 2011(5) 4.何广杰.徐光辉.高辉克隆选择算法在基坑支护位移反分析中的应用[期刊论文]-铁道科学与工程学报 2007(6) 5.魏有龙复合土钉墙的水平位移分析与预测[学位论文]硕士 2006 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/5d14156960.html,/Periodical_hndxxb200501012.aspx
所谓岩土工程位移反分析
所谓岩土工程位移反分析，即以现场测量到的位移为基础，通过数学物理反分析模型，得到岩土介质的本构模型及等效力学参数（如初始地应力、变形参数、强度参数等）的方法。最终目的是建立一个输出位移更接近现场实测位移的理论模型，以便较正确地反映或预测岩土结构的某些力学行为。 20 世纪70 年代初人们开始岩土工程位移反分析的研究，随着岩土工程的发展，国内外众多学者对位移反分析的理论与应用进行了大量广泛而深入的研究。岩土工程位移反分析涉及的研究内容非常广泛，下面就从位移解析解、位移反分析的唯一性、位移测量点的优化布置、本构模型、数值计算方法、优化方法这六个方面对其进行综合地考察。 1.3.1 位移解析解 1898 年，Kirsch[92]最早发表了弹性平板中圆孔周围的二维应力分布解，Jaeger和Cook （1969）[93]对Kirsch 方程进行了详细的推导。此后，Poulos 和Davi（s1974）[94]、Pender （1980）[95]、Carter（1982）[96]和Verruijt（1999）[97]分别在不同的边界条件下给出了圆形巷道的位移解析解。Exadaktylos（2002）给出了半圆形巷道的位移解析解[98]。Muskhelishvili（1953）[99]和蔡晓鸿（2008）[100]分别在不同的边界条件下给出了椭圆形巷道的位移解析解。吕爱钟（1998）[10]、张路青（2001）[101]求解了不同地应力条件下任意形状巷道的位移解析解。 1.3.2 位移反分析的唯一性 反分析的唯一性是位移反分析中最重要却研究得最不充分的理论问题之一。迄今为止，国外尚未有相关论文发表，国内的论文也是凤毛麟角。吕爱钟（1988）[103]推导了参数可辨识条件，论证了地下洞室弹性位移反分析的多种唯一性问题，并指出某些问题无论安装多少个位移测点其反分析的结果都不是唯一的。张路青（2001）[101]进一步研究了考虑剪应力时位移反分析的唯一性问题。杨志法[104]则用几何作图法证明了图谱反分析的唯一性。以上文献中均假设岩体为各向同性材料，国内外尚未有报道对各向异性岩体位移反分析的唯一性问题进行研究。为了更大限度地利用位移反分析方法及更有效地指导施工与决策，本文将在以上研究的基础上，对横观各向同性岩体位移反分析的唯一性问题进行研究。 1.3.3 位移测量点的优化布置 测量点的布置对位移反分析的唯一性和反分析精度都有很大的影响，因此，众多研究人员对位移测量点的优化布置进行了研究。测量点的布置包括测量点的数目和测量点的空间位置两方面的工作。由于工程费用和测量现场条件的制约，测量点的数目应该控制在一定范围之内。关于测量点数目下限的确定，大家公认的原则是测量点数目至少要大于等于待反演参数的数目，否则就会因为信息量不足而导致反分析失败。但是在满足下限的情况下，测量点数目越多越好，还是越少越好，目前并没有形成统一的认识。Kemevez（1978）[107]发现并不是测点数目越多越好，而是测量点的空间位置更加重要。Cividini（1981）[109]的大量计算结果表明多测点的反分析结果不一定比少测点的反分析结果好，应该综合考虑测点的数量和空间位置。沈新普（1995）[105]认为测量误差会导致反分析结果偏离真值较远，应该尽可能多地布置测点，从而消除测量误差的影响。孙钧（1996）[108]从工程计算中观察到太多的测点并不能显著地改进位移反分析结果。Jim（2000）[106]认为较多的测点数目能够提高反分析的效果，但是随着测点数目增加得越多，提高的效果就越不明显。 对测量点的空间位置应该遵循的原则，目前主要有以下几种[174]： 最大位移原则[110]。该原则认为位移绝对值比较大的测点，测量的相对误差就比较小，测量精度就比较高，所得数据的实用价值就越大。不过，由于现代测量技术的迅猛发展，对量值比较小的位移，测量精度已经有了较大的提高。 最大灵敏度原则[111, 112]。灵敏度反映了位移测量值相对于待反演参数的变化。该原则考虑到灵敏度越大就越有利于参数的反演，所以就以灵敏度最大作为测点布置的原则。但
岩土工程 案例十析
案例十析 1.天气预报与自然灾害预报 不知从什么时间开始，在雨季电视台的天气预报之后常常紧跟着自然灾害预报。其具体的内容就是划破及泥石流等。为什么降雨会引起边坡失稳呢？ 降水引起划破的原因有多重，其中它使土体自重变化；饱和度提高造成基质吸力减少甚至完全丧失，从而使土的抗剪强度减小；土中水的渗流增加滑动力等是主要因素。 弗雷德隆德(Fredlund)提出的非饱和强度准则可表示为： a w =c'+'tan '+(u -u )tan ''τσ?? （1） 若表示成通常的莫尔—库仑轻度准则，则为： '''tan 'c τσ?=+ （2） 其中，'''()tan ''a w c c u u ?=+-，后一项也成为“假粘聚力”，()a w s u u =-是 基质吸力，随着饱和度增加，吸力减少，使粘聚力减小，抗剪强度下降，从而引发划破。与此相似，土中水也可能使岩土矿物软化、倪华，土体或者岩体裂隙中的土夹层中孔隙水压力增加也会使土的抗剪强度降低。 降雨引起的渗流一般接近于沿坡渗流，其渗流方向与滑裂面方向夹角不大，因而渗透力主要是滑动力（矩）。例如对于有沿坡渗流的无限砂土坡，其安全系数几乎是无渗流情况的一半('/)γγ。 土的重度的变化也是引起划破的重要原因之一。按简单条分法土坡稳定安全系数为：
(cos tan )sin i i i i i s i i c l W F W θ?θ+=∑∑ （3） 图1 图中水对土坡稳定性的影响 从图1和式（3）可见，i θ较小的土条（即土坡下部）cos i θ较大， 抗滑力矩也大，有利于稳定；反之，i θ较大的土条（即土坡上部）sin i θ较大，产生的滑动力矩大，抗滑力矩小，不利于稳定。如果降雨使①区的土变湿，重度增加，则不利于稳定。如果降雨达到下部积水，②区的土体重度变成浮重度，抗滑力矩骤减，也可能引发滑坡。水库初次蓄水而引发的库区滑坡就是如此。 2.土钉墙的灾星 近年来，土钉墙在我国基坑工程中广泛和迅速的推广，创造了很 大的经济效益。人们的胆子也越来越大，相应的事故也不少见。总结事故的原因，十有八九是土中水引起的。所以称土中水是土钉墙的灾星似不为过。 一般使用土钉墙支护的基坑或者位于稳定的潜水位以上，或者采 用人工降低地下水。所以由于水引起的土钉墙失事主要由于降雨、局部积水、地下管线漏水和局部水源等。其原因主要由于土的强度降低。在式（1）中，非饱和土的基质吸力()a w s u u =-对于强度的贡献有时是相当大的，尤其是对于粉细砂土、粉土和粉质粘土。有人认为这种
建筑工程质量事故案例分析论文
建筑工程质量事故案例分析论文 建筑工程系08工程监理姓名：王艳丽学号：21号 摘要：最近几年来，在对工程质量事故鉴定工作中，我收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程施工、材料供应以及质量检测等各方面。现列举一部分，供大家参考。 关键词：质量事故实例 案例一： 某工厂新建一生活区，共14 幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。 事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为100kN，Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。
建筑质量事故分析实例
建筑质量事故分析实例 最近几年来，在对工程质量事故鉴定工作中，我收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程施工、材料供应以及质量检测等各方面。现列举一部分，供大家参考。 关键词：质量事故实例 案例一： 某工厂新建一生活区，共14 幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。 事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为 7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为 100kN， Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－ 1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。 案例二 某市一商品房开发商拟建10 栋商品房，根据工程地质勘察资料和设计要求，采用振动沉管灌注桩，桩尖深入沙夹卵石层500以上，按地勘报告桩长应在9~10米以上。该工程振动沉管灌注桩施工完后，由某工程质量检测机构采用低应变动测方式对该批桩进行桩身完整性检测，并出具了相应的检测报告。施工单位按规定进行主体施工，个别栋号在施工进行到3层左右时，由于当地质量监督人员对检测报告有争议，故经研究决定又从外地请了两家检测机构对部分桩进行了抽检。这两家检测机构由于未按规范要求进行检测，未及时发现问题。后经省建筑科学研究院对其检测报告进行了审核，在现场对部分桩进行了高、低应变检测，发现该工程振动沉管灌注桩存在非常严重的质量问题，有的桩身未能进入持
岩土工程中位移反分析方法及其进展
3国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412707)、国家 自然科学基金委员会创新研究群体项目(50221402)资助课题。刘志宝,男,硕士。 岩土工程中位移反分析方法及其进展 3 刘志宝 宁海龙 张海涛 (中国矿业大学北京校区 北京 100083) 摘 要 阐述岩土工程中位移反分析方法的基本原理,介绍各种位移反分析方法的原理、特 点、应用以及所存在的问题,进一步指出智能方法、随机不确定反分析方法和位移反分析解的唯一性将是反分析研究的发展方向。 关键词 岩土工程 位移反分析 智能方法 随机不确定方法 力学参数 1 引言 岩体是一个不确定和复杂的系统,如何正确给定岩体的力学参数是一个比较棘手的问题。随着监控量测技术和现代控制技术的发展,20世纪70年代岩土工程领域提出了位移反分析方法,逐步发展 起来并取得了令人瞩目的研究成果[1]～[5] ;自1971 年Kavanagh 等提出反算弹性模量的有限元法[6] 以来,反演方法发展很快。1976年H 1A 1D 1Kirsten 提出由实测岩体变形来反分析岩体弹性模量[7] 。1977年G 1M aier 等人则从模型识别角度进行位移 反分析的探讨[8] 。位移反分析的重要早期研究者之一S 1Sakurai 等人在1979年提出了平面应变问题的弹性问题位移反分析和弹塑性问题位移反分析, 而且将之作为地下工程辅助设计的一种技术[9] ,我国关于位移反分析的研究也始于上世纪70年代末,而且在理论研究和工程应用等方面都作出了独特的贡献。 2 岩土工程反分析方法原理 所谓反分析法,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数学描述)推算得到该系统的各项或某些初始参数(如初始应力、本构模型参数等)的方法。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。根据现场量测到的不同信息,岩土工程反分析可以分为应力反分析法、位移反分析法及应力与位移的混合反分析法。由于位移信息较易获取,它带有丰富的信息,是岩体的力学性质与特点的综合反映,从理论上讲,岩体开挖引起的位移u 与许多因素有关如式(1)。 u =f (σ,τ,μ,E,c,φ,η,t ) (1)式中 σ,τ为地应力分量;μ,E 为岩体的泊松比、弹性模量;c,φ为岩体内聚力、内摩擦角;η,t 为岩体的粘滞系数、时间。 从式(1)可以看出,位移是岩体力学性质参数的函数,根据现场实测获得位移数据,运用理论分析方法来确定岩体的力学性质参数,即位移反分析方法。 3 岩土工程位移反分析方法及其应用311 解析法 对于几何形状简单、相应的正演分析具有解析解的工程问题,例如圆形地下洞室的反演计算,可采用已有的弹性理论公式导出来属逆反分析的解析解。对于几何形状复杂的非圆形洞室,也可借助弹性平面应变问题的复变函数法,采用适当的映射函数将无限平面上的非圆形洞室映射成一个单位圆,据以建立反演计算的观测方法组。解析法一般只适用于均匀初始应力场、均质岩体。 解析法有理论推演严谨、计算过程简单等优 点,但在工程实践中普遍适用性较差[1] 。312 数值法31211 逆解法 这类方法将岩体力学参数及初始地应力作为待求未知量,采用同正分析相反的过程来求解。逆方程的建立通常采用数值模型(有限元或边界元),是以均质各向同性及均匀初始地应力场以及一步开挖完毕等为前提,多用于线性问题的反演。对于大型隧洞和地表工程而言,上述假定是很难成立或近似成立。 Kavanagh [10] 等最早提出了有限单元逆解法。之后,日本学者Sakurai [11] 提出了反算隧洞围岩地应力及岩体弹性模量的逆解法,该方法是基于有限元分析的逆过程,得到了参数的最佳估计,因此在实际工程中得到了广泛的应用。后期的许多工作是 对该方法作了进一步的发展和完善[1]、[4]、[5] 。由大量地下工程实践证明用确定性解得出的结果与实际 实测结果有较大出入。孙钧[3] 等采用Sakurai 提出
建筑质量事故案例分析
筑质量事故案例分析 作者：佚名时间：2008-7-30 浏览量： 1979 摘要:最近几年来,在对工程质量事故鉴定工作中,我收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程施工、材料供应以及质量检测等各方面。现列举一部分,供大家参考。 关键词: 质量事故实例 案例一: 某工厂新建一生活区,共14 幢七层砖混结构住宅(其中10幢为条形建筑,4幢为点式建筑)。在工程建设前,厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工,一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前,相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂,裂缝多为斜向裂缝,从一楼到七楼均有出现,且部分有呈外倾之势;3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析,出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降,最大沉降差达160mm以上。 事故发生后,有关部门对该工程质量事故进行了鉴定,审查了工程的有关勘察、设计、施工资料,对工程地质又进行了详细的补勘。经查明,在该厂修建生活区的地下有一古河道通过,古河道沟谷内沉积了淤泥层,该淤泥层系新近沉积物,土质特别柔软,属于高压缩性、低承载力土层,且厚度较大,在建筑基底附加压力作用下,产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降,均需要对地基进行加固处理,生活区内其它建筑物(古河道未通过)均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时,对所勘察的数据(如淤泥质土的标准贯入度仅为3,而其它地方为 7~12)未能引起足够的重视,对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视,轻易的对地基土进行分类判定,将淤泥定为淤泥质粉土,提出其承载力为 100kN, Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告,设计基础为浅基础,宽度为2800mm,每延米设计荷载为270kN,其埋深为- 1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用,但造成了较大的经济损失,经法院审理判决,工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。 案例二 某市一商品房开发商拟建10 栋商品房,根据工程地质勘察资料和设计要求,采用振动沉管灌注桩,桩尖深入沙夹卵石层500以上,按地勘报告桩长应在9~10米以上。该工程振动沉管灌注桩施工完后,由某工程质量检测机构采用低应变动测方式对该批桩进行桩身完整性检测,并出具了相应的检测报告。施工单位按规定进行主体施工,个别栋号在施工进行到3层左右时,由于当地质量监督人员对检测报告有争议,故经研究决定又从外地请了两家检测机构对部分桩进行了抽检。这两家检测机构由于未按规范要求进行检测,未及时发现问题。后经省建筑科学研究院对其检测报告进行了审核,在现场对部分桩进行了高、低应变检测,发现该工程振动沉管灌注桩存在非常严重的质量问题,有的桩身未能进入持力层,有的桩身严重缩颈,有的桩甚至是断桩。后经查证该工程地质报告显示,在自然地坪以下4~6m深处,有淤泥层,在此施工振动沉管灌注桩由于工艺方面的问题,容易发生缩颈和断桩。该市检测机构个别检测人员思想素质差,一味地迎合施工单位的施工记录桩长(施工单位由于单方造价报的低,经常利用多报桩长的方法来弥补造价),将砼测试波速由3600米/秒左右调整到 4700~4800米/秒,个别桩身经实测波速推定桩身测试长度为 5.8m,而当时测试桩长为9.4m,两者相差达3.6m.这样一来,原本未进入持力层的桩,严重缩颈桩和断桩就成为了与施工单位记录桩长一样的完整桩。该工程后经加固处理达到了要求,但造成了很大的经济损失。 案例三
岩土工程案例
某工厂新建一生活区，共14 幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。 事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为100kN，Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。 案例二 某市一商品房开发商拟建10 栋商品房，根据工程地质勘察资料和设计要求，采用振动沉管灌注桩，桩尖深入沙夹卵石层500以上，按地勘报告桩长应在9~10米以上。该工程振动沉管灌注桩施工完后，由某工程质量检测机构采用低应变动测方式对该批桩进行桩身完整性检测，并出具了相应的检测报告。施工单位按规定进行主体施工，个别栋号在施工进行到3层左右时，由于当地质量监督人员对检测报告有争议，故经研究决定又从外地请了两家检测机构对部分桩进行了抽检。这两家检测机构由于未按规范要求进行检测，未及时发现问题。后经省建筑科学研究院对其检测报告进行了审核，在现场对部分桩进行了高、低应变检测，发现该工程振动沉管灌注桩存在非常严重的质量问题，有的桩身未能进入持力层，有的桩身严重缩颈，有的桩甚至是断桩。后经查证该工程地质报告显示，在自然地坪以下4~6m深处，有淤泥层，在此施工振动沉管灌注桩由于工艺方面的问题，容易发生缩颈和断桩。该市检测机构个别检测人员思想素质差，一味地迎合施工单位的施工记录桩长（施工单位由于单方造价报的低，经常利用多报桩长的方法来弥补造价），将砼测试波速由3600米/秒左右调整到4700~4800米/秒，个别桩身经实测波速推定桩身测试长度为 5.8m，而当时测试桩长为9.4m，两者相差达3.6m.这样一来，原本未进入持力层的桩，严重缩颈桩和断桩就成为了与施工单位记录桩长一样的完整桩。该工程后经加固处理达到了要求，但造成了很大的经济损失。 案例三 某市一开发商修建一商品房，为了追求较多的利润，要求设计、施工等单位按其要求进行设计施工。设计上采用底层框架（局部为二层框架）上面砌筑九层砖混结构，总高度最高达33.3m，严重违反国家现行规范〈建筑抗设计规范〉GBJ11-89和地方标准〈四川省建筑结构设计统一规定〉DB51/5001-92的要求，框架顶层未采用现浇结构，平面布置不规则、对称，质量和刚度不均匀，在较大洞口两侧未设置构造柱。在施工过程中六至十一层采用灰砂砖墙体。住户在使用过程中，发现房屋内墙体产生较多的裂缝，经检查有正八字、倒八字裂缝；竖向裂缝；局部墙面出现水平裂缝，以及大量的界面裂缝，引起住户强烈不满，多次向各级政府有关部门投诉，产生了极坏的影响。
反分析法
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。
建筑工程质量事故案例分析
某剧场挑台平面和柱截面配筋如图2.19（a）、（b）所示。在14根钢筋混凝土柱子中有13根有严重的蜂窝现象。具体情况是：柱全部侧面面积142m2,蜂窝面积有7.41 m2，占5.2%；其中最严重的是K4，仅蜂窝中露筋面积就有0.56 m2。露筋位置在地面以上1m处，正是钢筋的搭接部位（图2.19c）. 混凝土灌注高度太高。7m多高的柱子在模板上未留灌注混凝土的洞口，倾倒混凝土时未用串筒、留管等设施，违反施工验收规范中关于“混凝土自由倾落高度不宜超过2m”及“柱子分段灌注高度不应大于3.0m”的规定，使混凝土在灌注过程中已有离析现象。 灌注混凝土厚度太厚，捣固要求不严。施工时未用振捣棒，而采用6m长的木杆捣固，并且错误地规定每次灌注厚度以一车混凝土为准（约厚40cm），灌注后捣固30下即可。此规定违反了施工验收规范中关于“柱子灌注厚度不得超过20cm”的界限。 柱子钢筋搭接处的设计净距太小，只有31～37.5mm，小于设计规范规定柱纵筋净距应≥50mm的要求。实际上有的露筋处净距为0或10mm。 最近几年来，在对工程质量事故鉴定工作中，我们收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程施工、材料供应以及质量检测等各方面。现列举一部分，供大家参考。 案例一： 某工厂新建一生活区，共14幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm 以上。事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为100kN, Es为4Mpa。设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。 平基施工过程中及完工前后所发现的漏水等边坡岩体不稳定因素的征兆，虽然有关各方曾予以一定程度的重视与研究，但由于缺乏岩土工程及支挡结构方面的专业技术知识与经验，对隐患认识不足，未能采取相应措施，而继续盲目施工至全部工程（人工边坡及厂房扩建）结