地下洞室位移反分析的测点优化布置研究

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基于现场量测信息的反分析方法为确定岩体力学参数提供了一条新的途径,而准确的现场监测资料是位移反分析取得成功的前提和依据。理论上,位移观测点布设越多,对反分析结果越有利。但测点布设越多,经济成本就越大。如果能够选取合理的测点布设位置,制定合理的布设方案,不仅能够获得精度较高的待求参数,而且可以降低工程经济成本。因此,本文基于最小方差准则和最大灵敏度准则,针对横观各向同性岩体中位移反分析的测点优化布置问题进行了研究,以此来确定最适宜布设测点的位置。根据最大灵敏度准则对横观各向同性岩体中位移反分析的测点优化布置进行了初步研究,推导了位移对角度和半径的灵敏度准则,得到了对应的灵敏度关系式。灵敏度越大,越有利于参数的反演。研究结果表明,在两主应力的角平分线的区域是最适合测点布置的区域,而布置在洞壁处还是极值处,需要根据推导的关系式做进一步的判定。通过数值分析软件FLAC3D进行建模计算,分析了基于最大灵敏度准则的横观各向同性岩体中测点的优化布置问题。对于圆形巷道,在两主应力的角平分线的区域是最适合测点布置的区域,且布置在洞壁或在极值处。对于直墙圆拱形巷道,最适合布置测线的方向在边墙中部,其次为拱肩部位。根据最小方差准则对横观各向同性岩体中位移反分析的测点优化布置进行了初步研究,推导了含有三个变量参数的准则函数,并求出了三个参数估计值。参数的估计值精度越高,越有利于参数的反演。研究结果表明,在较大主应力方向靠近洞壁的区域是最适合测点布置的区域。
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