反演分析法的原理及其在岩土工程中的应用

一、引言岩土介质的初始应力状态和各种物性参数,诸如弹性模量E、泊松比μ、内聚力c和内摩擦角Φ等,是岩土工程安全和稳定性分析的基本依据。因此,在对这类工程进行设计和研究时,岩土工作者一般都非常重视这些参数的确定。例如,在进行水电站坝基和地下厂房设计时,一般都事先根据钻孔应变的量测资料来确定周围岩体的初始地应力。

纳米压痕和反演分析法确定Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料基体力学性能

为探明铝基体强化对铝基复合材料强度的贡献值并确定铝基体力学性能参数,实现性能导向的铝基复合材料可控设计,针对Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料铝基体开展纳米压痕试验,获取铝基体载荷-位移曲线,利用量纲法确定铝基体应变强化指数和初始特征应力,利用有限元迭代的反演分析法确定铝基体特征应力和特征应变。基于幂强化模型,确定铝基体屈服强度和幂函数型弹塑性应力-应变关系。基于获得的基体力学性能参数开展有限元模拟。结果表明:Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料中铝基体弹性模量和纳米硬度分别为84.09和0.927 GPa。量纲法确定铝基体应变强化指数为0.224。反演分析法确定铝基体特征应力为396.51 MPa、特征应变为0.0301、名义屈服强度为226.47 MPa。有限元模拟获得的载荷-位移曲线与纳米压痕试验获得的载荷-位移曲线相关系数R2为0.9972,验证了量纲法及反演分析法确定Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料基体力学性能参数具有高可靠性。

煤层钻孔周围瓦斯压力分布的流量反演分析法

用微积分方法建立了钻孔瓦斯涌出量与孔壁流速及时间的关系式;在Darcy定律的基础上,运用流量反演分析法,得出了瓦斯流动的微分方程和瓦斯压力的解析表达式。该结果为研究瓦斯流动及钻孔周围瓦斯压力分布随诸参数变化提供了较为简捷的方法。

反演分析法在滑坡治理中的应用

以某滑坡为例,根据现场踏勘确定了滑坡的破坏形式,在滑坡极限平衡状态下,采用传递系数法反算求得了滑坡的抗剪强度值,提出了通过在滑坡主滑段卸载的方法治理滑坡,并阐述了具体的施工方案,以有效控制滑坡的滑动变形。

反演分析法在桩板式挡土墙加固设计中的应用

边坡挡墙出现险情后,如何在考虑原有支护措施对边坡稳定贡献的基础上,提出边坡加固设计方案,做到既安全又经济,成了加固设计的难点。本文依据反演分析法的思路,提出设计思路,应运用于工程实践中,取得较好的经济效果。

参数反演分析法在土坝防渗加固效果评价中的应用

该文结合大坂水库2#副坝除险加固工程实例,采用参数反演分析法建立防渗加固前后二维有限元模型,利用防渗加固前后渗流观测资料反演计算坝体各分区材料渗透参数,比较防渗加固前后大坝渗流性态变化,计算防渗加固后渗流稳定情况,评价大坝防渗加固效果。

地层三维粘弹性反演分析

本文在假设围岩服从三元件粘弹性模型和初始地应力场分量按线性规律分布的基础上,采用直接边界单元法,依据边界、域内位移量测信息和域内扰动应力量测信息,建立了可以同时反演确定三维初始地应力和弹性常数E_1,E_2,v以及粘性常数η_2的计算法。文中采用插值函数,考虑了在边界上量测点的任意设置问题。最后,给出了算例验证及工程应用实例。

室内与现场反演固结系数差异特征与原因分析

以连云港临海高等级公路工程现场地勘和沉降数据为基础,对基于沉降数据的反演分析法、孔压静力触探和室内试验所得固结系数进行对比,结果表明孔压静力触探和沉降曲线反演法所得固结系数处于同一数量级,而室内固结试验所得固结系数比反演法小1~2个数量级。从土样扰动、各向异性和固结模式方面分析,反演法和室内固结试验所得固结系数差异的产生原因为天然沉积软黏土具有结构性,室内试验所得固结系数与应力水平和取样扰动程度密切相关;天然沉积软黏土具有各向异性的特征,水平与竖向固结系数存在较大差异;根据沉降数据将二维固结简化为一维固结进行反演分析,会产生反演的固结系数放大效应。

隔河岩水电站边坡岩体宏观力学参数的有限元反演分析

首先根据隔河岩水电站边坡的特点,选择具有控制性影响的区域的岩体,建立数值模拟试验模型;接着采用卸荷岩体力学参数的分析方法,利用大型有限元分析程序ADINA对其进行反演分析,得出其宏观力学参数和这些参数的劣化规律。

高边坡工程抗剪强度参数反演分析修正及应用

边坡岩土体抗剪强度参数的变化会直接影响边坡剩余下滑力的大小,合理的土体强度参数是保证边坡稳定性评价结果的关键性因素,验证勘察报告中所提出的岩土体强度参数的准确性和合理性是边坡支挡设计中不可缺少的一个环节。通过一个高边坡工程实例,采用反演分析法,考虑边坡现状结合滑动面位置与地层抗剪强度参数间内在规律对边坡体抗剪强度参数进行反演修正,并根据修正后的强度参数提出更为合理可行的边坡支挡设计方案。

确定软土固结系数方法的研究

地基固结系数是软土地基变形分析和加固设计中的关键参数。对确定软土固结系数的室内试验法、现场试验法、间接推算法、反演计算法进行了分类阐述,并以深圳地区几个工程软土的室内固结试验数据和现场实测数据为基础,对各种方法的计算结果进行了对比分析。分析结果表明：1）在软土中现场测定的固结系数与反演分析计算法所得结果在同一个数量级上,相差不大,且较室内试验结果高1~2个数量级,这与其他研究者的结果一致;2）间接推算法所得结果与室内试验结果相近。

基于强度折减系数的岩土体抗剪强度参数的反演

边坡岩土参数是滑坡治理方案设计的关键,合理确定滑坡岩土参数,对于滑坡治理非常重要。在介绍了目前参数确定的主要方法、分析其影响因素的同时,基于强度折减系数通过反演分析法确定岩土体的抗剪强度参数。

联合水库右岸滑坡滑带土强度参数分析

联合水库右岸为规模较大的岩质滑坡体,岩体内铝质页岩、铝土质粘土岩,岩性软弱,遇水后极易泥化,形成厚度不等的软弱夹层,成为滑坡的滑带.由于滑带土原状样取样困难,没有工期进行现场大剪试验,工程以少量原状样试验成果为基础,取大量扰动样进行不同含水量条件下的直剪试验、高压压缩试验,采取重塑试验法、结构再生法、反演分析法,以及区内拉马滑坡、相关规范经验值等的综合分析,提出了滑坡滑带土的强度参数建议值.

基于偶极横波测井的地层各向异性研究

为确定塔中Ⅰ号断裂坡折构造带裂缝走向和水平主应力方位,利用偶极横波成像测井资料进行奥陶系碳酸盐岩储层各向异性研究。在分析偶极横波测井仪发射与接收信号特征的基础上,研究了横波分裂现象在裂缝性地层和构造应力不均衡地层中的响应特征。综合利用Alford旋转分析法与反演分析法提取了地层快、慢横波的慢度与方位,以此评价地层各向异性。参考FMI成像资料对塔中Ⅰ号断裂坡折构造带部分井奥陶系碳酸盐岩储层的各向异性进行了分析,研究认为快、慢横波在评价由裂缝和构造应力不均衡引起的地层各向异性中具有良好的应用效果。

无线电波坑透技术在煤矿地质探测中的应用研究

某矿采用无线电波透视法探测工作面内隐伏地质情况,对原始采集数据采用了场强对比法、CT成像法和反演分析法进行综合分析,得出工作面探测范围内煤层赋存形态基本稳定,地质构造相对简单,有三个异常区,为工作面回采时提前针对异常区采取相应措施提供了准确的定位,确保工作面安全回采。

下坊水电站进水渠边坡力学参数选取及稳定分析处理

下坊水电站进水渠边坡出露顺坡向缓倾角软弱夹层,施工开挖受连续降雨、爆破振动等因素影响,切坡脚附近出现浅层岩体滑塌现象。该文通过室内试验、反演分析和工程地质类比等方法,综合分析确定边坡潜在滑动面(软弱夹层)抗剪强度指标,为边坡支护处理及稳定分析提供合理可靠的地质参数。

可见光波段SixNy/SiO2硬质增透膜的研制

为提高手机显示屏的耐摩擦、防划伤能力,降低显示屏破碎的风险.研制了在可见光波段的硬质增透膜。通过逐步提高设计中SixNy膜层厚度在薄膜总厚度中所占的比例,优化沉积工艺,改善薄膜硬度。根据增透膜的设计理论、合理的膜层分组方式和逆向反演分析法完成膜系设计,降低了薄膜反射率。测试结果表明,在可见光波段范围内,薄膜的平均反射率为0.58%,硬度达到15.99GPa。