位移反分析是根據岩土工程開挖或其他原因引起的岩、土體位移的實測值，確定工程設計所需要的計算參數的一種分析方法。反分析，是相對於通常使用的從已知計算參數出發，分析未知的岩土工程位移的分析而言的。
基本介紹
- 中文名：位移反分析
- 外文名：back analysis of displacements
- 學科：岩土力學
- 分析目標：工程設計的計算參數
- 特點：與正分析的參數相反
- 優點：具有良好的匹配性
背景介紹,彈性、均質岩體的位移反分析法,研究意義,
背景介紹
岩體工程穩定性分析，通常的做法是首先建立岩體力學模型(包括岩體幾何結構、岩石本構關係、邊界條件，有時還有初始條件)，然後確定岩體力學模型的參數(如應力邊界條件、位移約束邊界條件、岩體力學參數、岩體結構尺寸參數等)，最後進行力學計算分析，求出岩體內的應力場、應變分布和位移分布，這就是所謂的正分析。
岩體工程穩定性正分析，實踐中遇到了很難克服的困難，這便是許多工程條件下岩體的應力邊界條件和岩體力學參數很難確定。如深井地壓問題的地應力，一方面地應力測量難度大成本高，另一方面可測量的點有限，在較大範圍內地應力也是變化的。再如一般岩體工程中岩體或某一岩層的彈性模量，通常用其岩石試件的室內測定值，再根據現場岩體或岩層的結構完整性狀況等條件。考慮一個折減係數，修正後作為岩體或岩層的彈性模量，這種處理辦法隨意性較大，缺乏依據。再就是岩體工程正分析。不同計算者得出的結果有較大差別。其預計的岩體變形常常成倍地小於工程實測值，這主要是由於岩體力學模型建立的合理性和岩體力學參數確定的準確性兩個方面存在問題。
位移反分析方法，正是在上述背景下提出的。所謂位移反分析，它與正分析的已知參數與待求參數相反，是將工程實測的岩體變形作為已知量，反求力學模型中的某一參數，一般是反求岩體力學參數中的彈性模量或岩體邊界條件中的原始地應力。在位移反分析中，存在著三個系統識別問題．即力學模型系統、邊界條件系統和參數系統。力學模型的正確選擇是反分析的基礎，邊界條件合理確定是反分析中正確利用數值分析方法的必要條件，而選擇待分析參數則是反分析中的關鍵，它直接影響反分析結果的精度。從理論上講，當實測位移值足夠多時，可以藉助位移反分析來確定所有參數，但實際上是不可能和不必要的。只有選擇對開挖位移的敏感程度大的參數，才能減少反分析的工作量，加快反分析速度，保證反分析的精度。
應該指出，反分析得出的岩體與岩性的參數只是供進一步正算採用的等效參數或綜合參數，它不能取代試驗和實測，也不能推廣到諸如圍岩應力分析等普遍用途。反分析方法不僅是參數估計，它的進一步推廣套用是工程預測和險情預報、反饋動態設計、調整施工方案以及可靠度評價等。
彈性、均質岩體的位移反分析法
彈性、均質岩體的位移反分析法發展得最快。這種方法分為3個步驟：首先,根據選定的位置和其他條件布置位移測量儀器，測定開挖後的位移；再在彈性和均質假定的條件下,藉助於有限單元法或其他方法,計算有關位移；然後,通過實測位移同相應的計算位移的對比,對預先選定的計算參數進行分析。具體的分析方法，有力法反分析、優選法反分析、回歸法反分析和圖解法反分析等。這裡值得一提的是數值法圖譜－位移反分析系列方法。這種方法是通過對問題的標準化，引用圖譜概念而形成。這種系列方法可以節省大量分析時間和經費。當利用掌子面作空間問題位移反分析時，其優點更加顯著。
研究意義
岩體力學位移反分析方法的必要性和意義在於：首先，位移反分析求出的岩體力學參數嚴格地講是等效參數，即它綜合反映了岩石的基本力學參數、岩體結構對岩石力學參數的影響和岩體結構模型與實際工程岩體的誤差等。正因如此，位移反分析求出岩體力學參數與岩體結構模型具有良好的匹配性。其次，對於礦山岩體工程等，只有先進行大量的反分析計算實踐才能為正算預計奠定基礎。
