巖體工程流變反饋分析研究.pdf

1、巖體的流變是影響巖體工程長期穩(wěn)定性的重要因素之一,因此巖石流變力學研究具有重要的意義。依據現場量測信息確定巖體流變模型參數的位移反分析法自提出以來得到了迅速的發(fā)展,但由于工程地質的復雜性和多樣性以及巖石工程中出現的大量新問題,工程巖體本構模型與力學參數的定量描述仍然是多年來巖石力學界的一大難題。本文在前人研究的基礎上,繼續(xù)開展巖體工程流變反饋分析的理論與應用研究,根據復變函數理論、黏彈性力學理論、反饋分析理論、優(yōu)化技術,以探索巖體流變模

2、型參數的確定方法為目的,主要進行了以下幾個方面的研究工作:
　　 (1)巖體工程黏性流動變形特征現場監(jiān)測。以浙江省諸永高速括蒼山隧道為工程依托,選擇兩個斷面對巖體節(jié)理產狀與分布、巖體深部位移、錨桿軸力等進行調查與監(jiān)測,以研究巖體工程的流變特性,并應用于驗證后文所提出的理論方法。
　　 (2)確定巖體流變模型參數的無邊界條件方法研究。在回顧黏彈性位移反演分析研究進展的基礎上,提出確定模型參數的無邊界條件方法,并從平面力學問

3、題、空間力學問題、黏彈性力學理論、參數靈敏度分析、模型參數可辨識性、巖體流動變形預測、算例驗證與工程應用等多個層面全面分析與探討。結果表明:確定巖體流變模型參數的無邊界條件方法可以不再考慮距離變形測點較遠處的復雜地質情況,也不需要對復雜的應力邊界條件和位移邊界條件進行假設與假定,它適用于變形測點附近較大范圍內滿足均質各向同性假定的工程；在準則函數極小的充要條件下,可以證明所有待求參數滿足參數可辨識條件,根據量測值能夠同時唯一地辨識出所有

4、參數；當將無邊界條件方法應用于巖體工程黏性流動變形預測時,可以引入巖體的本構特征這一先驗信息,實現兩維的長期變形預報,而且預測模型對觀測數據沒有等時性要求,需要的數據量大小亦能為巖土工程所滿足；可以推導得出空間問題的黏彈性力學有限元分析統(tǒng)一表達式,進而證明在體積彈性變化假定時不能夠采用無邊界條件方法辨識出所有流變模型參數,泊松比不變假定時能夠采用無邊界條件方法同時唯一地辨識出所有參數。
　　 (3)地下隧洞問題隨機位移反演分析研