考慮松動圈的卡爾曼濾波與有限元耦合反分析理論及其在圍巖穩(wěn)定分析中的應(yīng)用.pdf

1、巖土工程反分析是巖土力學(xué)一個重要分支，發(fā)展至今，已有30余年歷史，形成了可供工程實踐采用的理論和方法體系。但對于大多數(shù)工作在巖土工程建設(shè)第一線的廣大設(shè)計與施工人員來說，巖土工程反分析無異于“陽春白雪”而對該理論少有問津，更別說主動運用于工程實際。究其原因，一方面在于多數(shù)反分析理論較為深奧，另一方面就在于專門針對反分析開發(fā)的應(yīng)用型軟件尚少。本文就是對在該背景下做的一點工作進行的總結(jié)。 首先，考慮洞室開挖后圍巖的力學(xué)形態(tài)和巖土力學(xué)眾

2、多問題的不確定性本質(zhì)，通過彈性模量折減的方法，本文提出了“考慮松動圈的卡爾曼濾波與有限元耦合反分析法”，并在原擴張卡爾曼濾波與有限元耦合反分析法的基礎(chǔ)上，運用FORTRAN90編寫了相應(yīng)算法程序。 其次，利用基于文件操作的Fortran與VC++混合編程技術(shù)，將考慮松動圈的卡爾曼濾波與有限元耦合反分析計算模塊嵌入課題組開發(fā)的“隧道施工監(jiān)控量測智能型信息管理與分析系統(tǒng)”，使反分析模塊能夠利用該系統(tǒng)的圖形模塊進行前后處理，從而使該方

3、法的工程應(yīng)用更加便捷，為該法的應(yīng)用推廣創(chuàng)造了很好的條件。 任何理論或是方法都是為最終的工程應(yīng)用服務(wù)的，最后，本文利用開發(fā)的反分析程序?qū)Π自扑淼繷K48+737斷面圍巖穩(wěn)定性進行了評定。利用反分析法求出圍巖初始參數(shù)后，通過有限元正分析可求出全域最大剪應(yīng)變，并與經(jīng)實驗和理論推演獲得的臨界剪應(yīng)變相比較進而獲得該斷面塑性區(qū)分布，最終完成對該斷面圍巖穩(wěn)定性的判定。由于該圍巖穩(wěn)定性分析法摒棄了一般有限元正分析在圍巖初始應(yīng)力場上的不合理假設(shè)，