反分析的原理和计算方法
3结构地震反应分析与地震计算
g ( )d 产生的自由振动在t 时刻的位移为： x
思路：（1）利用齐次微分方程的通解
（2）将地震的地面加速度分成有限个脉冲（冲量） （3）讨论在单一脉冲作用后结构的响应 （4）单一脉冲作用后结构的响应为自由振动，解的形式已知（只是 初速度不同） （5）在所有脉冲作用下结构的响应为每一自由振动的叠加（积分）
0
g ( )e (t ) sin (t )d x
( )e x
0 g
t
( t )
§3.3单质点弹性体系的水平地震作用与反应谱
一、水平地震作用 1. 表示
g (t ) (t )] F (t ) m[ x x
将惯性力看为 反映地震对结 构影响的等效 力，取最大值。
k m
1- 2
2 自振周期 T （固有周期）
自振频率
一般结构的阻尼比很小，变化范围在 0.01～0.1之间（一般取0.05），
1 f T
即计算体系的自振频率时，通常可不 考虑阻尼的影响。 阻尼比值 ξ可通过对结构的振动试验 确定。
2
2. 非齐次微分方程的特解
2
(t ) 2x (t ) 2 x(t ) g (t ) x x
单质点弹性体系在地 震作用下的微分方程
二、运动方程的解
反演分析法
反演分析法
在科学研究中，利用反演的方法推导出未知量的近似表达式，常称为反演。反演有两个含义：反求某一已知函数的值；求出某些具体函数的反演值。反演的对象不仅包括未知函数的近似值，而且还包括已知函数及其导数的值。
这种方法可以用来求得某一类信息的反演，如反演方程式的解或反演某些物理量的值等。在实际工作中，人们常常要知道所研究对象的反演值，即根据某些输入量，通过变换手段转化为其反函数，然后进行反演分析。这种反演叫做反演分析。
“反演分析法”是把问题反过来想，逆向思考。在面临很难处理的问题时，先跳到它的反面——逆向想问题，然后再顺着正确的途径去探索，往往会取得很好的效果。当我们遇到一个新问题时，如果采用“反演分析法”来想问题，我们便会发现，许多曾困扰我们的问题，经过逆向思维之后，竟变得很容易解决了。例如，由“反演分析法”可得出，设原始资料是r(t)，它的观测值为s(t)，则可得出，当t=0时，有。反过来推论：设第一批资料量为n(t)，最后的观测值为(s-n(t))，则有。
“反演分析法”可用于多项式求根、系数估计和函数逼近等各种数值计算问题。所谓多项式求根就是利用“反演分析法”，找到多项式的一次近似公式，并将其代入原式，利用计算器进行计算。
“反演分析法”与“同态分析法”相比，最大的优点是计算简单。因为“同态分析法”要用复杂的数学表达式，求出f(x)=和
f(y)，从而使计算步骤繁多。但“反演分析法”用计算机一算就知道答案，显然比“同态分析法”简便得多。应该指出，运用“反演分析法”的过程，其实就是从原始资料出发，经过逆向思维，求出与原资料相关的未知量的过程。在反演过程中，有关的资料或者成为新的起点，或者又成为新的终点。从概念上讲，这种思维过程正是一般科学发现过程中的一种模式，所以，在科学研究中，常常将它与一般的科学发现过程作比较。当然，反演分析也不是那么容易的，需要丰富的科学知识和超人的毅力。另外，有的反演分析也可能没有很好地符合客观规律。在反演中，经常是从零开始，而事实上却是从一开始就建立起正确的思维模式。
通过反向分析法计算冲击载荷
通过反向分析法计算冲击载荷
作者：李田泽；张立颖
摘要：本文分析了任意形状物体上的冲击载荷的测量过程，提出了一种能够降低噪声扩张的分析方法。通过对测杆纵冲击的数字模拟证实了此方法的实用性。
关键词：冲击载荷、快速傅里叶变换器、维思滤波器、反向分析法。
一、引言
近年来，许多专家学者在研究任意形状物体上的冲击载荷时多是通过反向分析法利用物体的冲击响应计算出来，然而在实际应用中，冲击响应的数据涉及到测量过程中的噪声，噪声被扩大使得冲击荷载的计算不准确，以致于在测量数据中涉及的一个小小的噪声可能导致一个很大的误差。为了解决这一问题，本文以逆向分析原理为基础，采用维恩滤波器，从理论上提出了一种通过转换函数能够降低噪声扩张的反向分析方法，并通过数字模拟证实了此方法的实用性。
二、理论分析
1、冲击载荷的逆向分析原理
用f(t)代表任意形状物体上的冲击载荷，e(t)代表物体任一点的应变响应。如果物体的响应线性地依赖于冲击载荷，则冲击载荷与应变响应之间的关系就可以通过卷积描述出来。设f(t)为线性系统的输
入，e(t)为线性系统的输出，如果把f(t)定义在t<0的范围内，则： (1) 式中，h(t)—本过程脉冲响应函数，且本过程被认为是任意的不随时间变化的。式(1)傅里叶变换为：
(2)
式中，H(ω)—转换函数。
总之，作用于任意形状上的冲击载荷是很难进行直接测量的，但由冲击载荷引起的应变响应相对较容易测量，因此，对于冲击“口径测量”为任意荷载的计算可通过以下两个步骤进行： 一是对于象弹性棒状的物体进行口径测量，并且测量一下冲击荷载f(t)和应变响应e(t)再利用式(2)计算出转换函数H(ω)；
化学化合反应分析
化学化合反应分析
化学化合反应是指两种或多种物质在一定条件下发生物理或化学变化，生成新的物质的过程。分析化合反应是指通过实验和理论计算，深入研究化合反应的机理和动力学，以及反应物和生成物之间的相互关系。本文将对化学化合反应分析的一些基本原理进行探讨。
一、反应机理的解析
化学反应涉及多种物质间的相互作用和能量转移，了解反应机理对于揭示反应过程中的各个步骤以及反应速率的确定至关重要。反应机理的解析通常通过实验室条件下的实验和理论计算相结合的方法。
实验方法包括观察反应物和生成物的组成变化，测定反应速率以及测定反应过程中的热变化等等。通过这些实验数据的分析，可以推导出反应物之间的相互作用途径和过渡态的存在情况。
理论计算方法主要是通过量子化学计算，基于量子力学和分子轨道理论，模拟反应物和生成物分子间的相互作用及反应过程中的结构变化。通过计算，可以得到一系列反应路径和过渡态的能垒，从而推断出反应机理。
二、反应速率方程的建立
反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的速度，它描述了反应的快慢。反应速率方程是描述反应速率与反应物浓度之间关系的数学表达式，一般形式为：v = k[A]^m[B]^n，其中v表示反应速率，k表示速
率常数，[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度，m和n分别表示反
应物A和B的反应级数。
建立反应速率方程的过程中，需要通过实验测定反应速率在不同反
应物浓度下的变化，然后根据实验数据进行拟合，最终得到反应速率
方程。通过反应速率方程，可以了解反应物的浓度对于反应速率的影响，进一步推断出反应机理。
第五章 位移反分析
第五章 位移反分析
本章根据现场的量测资料，通过圆形隧道的理论弹—塑性解反算给出围岩的侧压力系数λ和弹性模量E ，并得到隧道周边塑性区的大小和变形情况；从有限元理论出发，作弹性位移反分析优化计算，与理论值、实测值进行比较。
第一节 圆形隧道的理论弹—塑性解
5.1.1 解析法介绍
解析法采用数学、力学的计算取得闭合解，通过对解析方法及其结果的分析，可以获得一些规律性的认识，如洞室周边围岩的应力状态 、塑性区的大小、洞室的收敛变形值，同时利用反分析思想可以求得原岩的地应力。对断层中隧道的设计、施工、管理非常重要。
影响岩体二次应力状态因素很多，如岩体的初始应力状态，岩体的构造，洞室的形状尺寸，洞室的埋深和开挖施工技术等。解析法推导基于下述假定：岩体为均质的、各向同性的连续介质；考虑自重应力和构造应力形成的初始应力场；洞室形状为圆形；洞室位于一定的深度，简化为无限体中的孔洞问题。
在传统的岩石工程理念中，洞室埋深较浅，自重应力0p 一般为大主应力，水平应力的计算为0p λ，1λ<。一些理论解析方法都是建立在这个基础上的；随着科学技术的进步，岩石工程的埋深越来越大，其大、小主应力的值、方向与以往的理论计算有一定的差别，在下面的推导中，水平力为大主应力，自重引起的应力一般为小主应力或中间主应力。
5.1.2 圆巷围岩的弹性应力和变形状态
假设圆巷的水平荷载对称于竖轴，竖向荷载对称于横轴；竖向力为0p ，横向力0p λ，1λ>。由于结构本身对称（荷载不对称），上述问题运用叠加原理解决,详见图5-1。
1 反分析的基本知识
数值模拟与遗传算法的结合同时反演岩体的模型 参数或多个物性参数
计算效率
将遗传算法和神经网络有机地结合起来，用于位 移反分析的进化神经网络方法
利用了神经网络的非线性映射、网络推理和预测功能 利用了遗传算法全局优化特性，在处理变量与目标函 数值之间无明显的数学表达式的复杂工程问题中
优化反分析是首先假设待求参数的值，然后利用正 分析方法计算系统响应，将系统响应计算值与实测 值按照一定的比较原则进行比较（该比较值常被称 为误差函数），并使用一定的方法对此比较值进行 优化，直到得出满意的参数解。 该法可利用现有的正算程序，适应性强，适用于线 性及各种非线性的复杂岩土问题的反分析，不足之 处在于计算时间长，计算前需给出各待定参数的取 值区间和试算值，且当欲求未知量较多时，收敛速 度慢，解的稳定性差。
由于遗传算法、人工神经网络等人工智能方 法所具有的其它数值方法所无法比拟的优越 性，不少学者已将其引入到岩土力学反分析 中。 目前基于遗传算法和人工神经网络的智能反 分析方法已被应用到岩土工程的设计和施工 过程中。
从岩土力学智能反分析所采用手段来看，主 要可分为数值模拟与神经网络结合的位移反 分析、数值模拟与遗传算法相结合的位移反 分析以及数值模拟、神经网络及遗传算法相 结合的位移反分析。
来自百度文库
化学反应分析
化学反应分析
化学反应分析是指通过实验和理论研究等手段，对化学反应的过程、机理以及产物进行分析和解释的过程。它是化学研究的重要组成部分，对于理解和掌握化学反应的基本原理和规律具有重要意义。本文将围
绕化学反应分析展开讨论，并介绍常用的实验技术和分析方法。
一、化学反应的基本概念
化学反应是指化学物质之间发生的变化过程，包括物质的转化、生
成新物质以及伴随的能量变化等。化学反应的基本概念包括反应物、
生成物、反应条件和反应速率等。反应物指参与反应的化学物质，生
成物指在反应中形成的新物质。反应条件包括温度、压力、浓度和催
化剂等，它们对反应速率和产物选择性有重要影响。反应速率是指单
位时间内反应物消耗或生成物产生的量，可以通过实验测定得到。
二、实验技术
在化学反应分析中，实验技术起到了至关重要的作用。常用的实验
技术包括反应装置的选择、反应温度的控制、反应物质的纯度和浓度
的检测等。
1. 反应装置的选择
根据反应的性质和要求，可以选择适合的反应装置。常见的反应装
置有玻璃反应瓶、恒温槽、反应釜等。根据不同的实验需求，可以选
择合适的装置来进行实验。
2. 反应温度的控制
反应温度是化学反应过程中一个重要的参数，它直接影响反应速率
和产物选择性。可以通过恒温槽、电炉等设备来控制反应的温度，保
证反应在理想的温度条件下进行。
3. 反应物质的纯度和浓度的检测
在进行化学反应分析时，要求反应物质的纯度较高，同时需要准确
测量反应物的浓度。常用的检测方法有比色法、滴定法和光谱法等。
通过这些方法可以确定反应物质的浓度，并控制反应过程中的物质用量。
岩土力学反分析的数值反演方法
第23卷第2期水利水电科技进展2003年4月
基金项目:国家自然科学基金资助项目(59809003);教育部博士点基金资助项目(1999029402)
作者简介:赵新铭(1962—
),男,河南巩义人,副教授,博士研究生,主要从事工程力学研究.岩土力学反分析的数值反演方法
赵新铭,刘 宁,张 剑
(河海大学土木工程学院,江苏南京 210098)
摘要:通过对岩土力学反分析的数学描述法的介绍,揭示了岩土力学反分析的本质.介绍位移反分
析中各种数值反演方法及其应用,包括基于矩阵求逆原理的逆解法,优化反演法,图谱法以及基于遗传算法和人工神经网络的智能反演方法,并介绍了反演方法的最新进展.阐述各类反演方法的原理、特点、适用范围和存在的局限性,指出数值反演方法进一步研究的方向.关键词:岩石力学;土力学;反分析;数值反演方法;位移中图分类号:T U452 文献标识码:A 文章编号:1006Ο7647(2003)02Ο0055Ο04 20世纪70年代中后期,由K irstan 提出,后经G ioda ,Sakurai ,Maier 和Cividini 等学者的发展,基于实测位移反求岩体力学参数和初始地应力的位移反分析是逆向思维在岩石力学研究中的一次成功应用,开辟了岩体参数和初始地应力研究的新途径,受到了普遍的关注,并且由于反分析得到的参数作为在同一模型下正分析的输入参数大大提高了分析结果的可靠性而受到工程界的欢迎[1].
在岩土力学位移反分析研究中,反演方法的研究一直是重点和热点问题,因为反分析结果的可靠性及反演效率与反演方法密切相关.本文对现有各种数值反演方法进行了总结,分析了各种方法的原理、特点和存在的局限性,同时介绍了数值反演方法的新进展.
反分析法研究HS与HSS模型在基坑计算中的应用
“ 鼓肚 ” 现象 ， 基坑周边 的竖 向沉降不是 出现在连续墙后 而是出现
（） 在一定距离位置等规律 。 ６
表 １ 受 力及 变 形 对 比表
项目
主 动 侧 连 续 墙 最 大 水 平 位移 被 动 侧 连 续 墙 最 大 水 平 位移
Ｇ ＝ — — — ＿ — — — —
中 引用 的 钻 孔 位 置 与 Ｃ ３ 比较 接 近 ， 据 假 定 的 ， Ｘ 根 ， 定 参 考 文 献 ： Ｅ
高
３ 工程计 算 实例
ＧＧ ｕ ≥ｒ
（ ７ ）
被 动 侧 地 面沉 降 主 动 侧 弯矩 包络
主 动侧 剪 力 包络
被 动 侧 弯矩 包络
６９ ９
９３ ６
８３ ０
ｌ８ ｏ ｏ
７３ ５
ｌ４ Ｏ ３
拟建地铁车站毗邻并平行于平南铁 路 ， 地铁 车站连 续墙距 离
正 在运 行 的铁 路 路 基 边 线 仅 １ ５ｍ 左 右 。 根 据 现 场 布 置 的 测 点 ．
反分 析法 研 究 Ｈ Ｓ与 Ｈ Ｓ模 型在 基坑 计 算 中的 应用 Ｓ
熊 健
摘 要 ： 用岩 土 工程 的 位 移反 分析 法 ， 以偏 压 基 坑 的 工程 实例 为基 础 ， 别 利 用 土 体 的 Ｈ ， Ｓ 模 型 ， 立 连 续介 质 利 并 分 ＳＨ Ｓ 建 有 限元 正 分 析模 型 ， 到基 坑 的位 移 场 ， 后 与 现 场 实 际监 测 的位 移 场 相 对 比 ， 果表 明 Ｈ Ｓ模 型 相 对 Ｈ 得 然 结 Ｓ Ｓ模 型 与 实 际
岩土工程中位移反分析方法及其进展
3国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412707)、国家
自然科学基金委员会创新研究群体项目(50221402)资助课题。刘志宝,男,硕士。
岩土工程中位移反分析方法及其进展
3
刘志宝 宁海龙 张海涛
(中国矿业大学北京校区 北京 100083)
摘 要 阐述岩土工程中位移反分析方法的基本原理,介绍各种位移反分析方法的原理、特
点、应用以及所存在的问题,进一步指出智能方法、随机不确定反分析方法和位移反分析解的唯一性将是反分析研究的发展方向。
关键词 岩土工程 位移反分析 智能方法 随机不确定方法 力学参数
1 引言
岩体是一个不确定和复杂的系统,如何正确给定岩体的力学参数是一个比较棘手的问题。随着监控量测技术和现代控制技术的发展,20世纪70年代岩土工程领域提出了位移反分析方法,逐步发展
起来并取得了令人瞩目的研究成果[1]～[5]
;自1971
年Kavanagh 等提出反算弹性模量的有限元法[6]
以来,反演方法发展很快。1976年H 1A 1D 1Kirsten
提出由实测岩体变形来反分析岩体弹性模量[7]
。1977年G 1M aier 等人则从模型识别角度进行位移
反分析的探讨[8]
。位移反分析的重要早期研究者之一S 1Sakurai 等人在1979年提出了平面应变问题的弹性问题位移反分析和弹塑性问题位移反分析,
而且将之作为地下工程辅助设计的一种技术[9]
,我国关于位移反分析的研究也始于上世纪70年代末,而且在理论研究和工程应用等方面都作出了独特的贡献。
2 岩土工程反分析方法原理
所谓反分析法,即以现场量测到的、反映系统
生化仪检测原理及应用
银联立
生化分析技术基本原理：
1：反射分析技术原理：仪器内部光源发出一束光透过透明支持层， 在试剂层光被有色化合物部分吸收后，在扩散层提供的反射面被反射， 反射光经滤光装置后回到光度检测器被读数。光密度由此被转化为电 压读数，并计算成分析物浓度。 2．散射免疫比浊法技术原理：是指一定波长的光沿水平轴照射，通 过溶液使遇到抗原抗体复合物粒子，光线被粒子颗粒折射，发生偏转， 光线偏转的角度与发射光的波长和抗原抗体复合物颗粒大小和多少密 切相关。散射光的强度与复合物的含量成正比。 3. 透射免疫比浊法的技术原理：是测定一定体积的溶液通过的光线 量，当光线通过时，由于溶液中存在的抗原抗体复合物粒子对光线的 反射和吸收，引起透射光的减少，测定的光通量和抗原抗体复合物的 量成反比。
二：质控 质控的基础就是 正态分布图。
• 几个概念： • 准确度：一个检测结果与可接受的参考值之间的一致程度。 (ISO3534-1：1993) • 正确度：很大一个系列检测结果的均值与可接受的参考值之间的一致 程度。(ISO3534-1：1993)。与系统误差有关，常用偏倚(bias)表示不 正确度。 • 精密度：在规定条件下独立检测结果之间的一致程度（ISO3534-1： 1993）。与随机误差有关，常用SD或CV表示不精密度。
分析仪参数设定及相关资料：
7600基本设置
双波长：有两个不同的波长即测量波长（主波长）和参比波长（次波 长）。由检测器测出的吸收度是这两个波长下吸收度的差值△A。△A与 被测定物质的浓度成正比，这个方法称双波长法。双波长差吸光度法具 有可以克服样本混浊（溶血、脂血、黄疸）、共存组分吸收谱线叠加的 干扰，以及减少比色杯的光学不均一等优点。 空白(blank)校正:在分光光度法中，常利用空白溶液来调节仪器的吸光度 零点，或用来抵消某些测定的干扰因素。
隧道工程偏压研究与反分析
由上表可见 ， 预测值 与实测 值总体 上较为符合 ， 符 合较 差 的是轴力项 目和 Ｅ点 的围岩压力 。我们看到 ， 中墙在模型 中只在两端受力 ， 由隔离 体的平衡 条件 可知 ， 中墙 上部 和下 部 的轴力应该是相等 的 ， 由预测值 也可 以发现这一 点 ； 实测 值上下部不一样 ， 可能是有别 的原 因 ， 比如施工 时将支撑 撑 在 中墙上 。而 Ｄ、 Ｅ点 的围岩 压力 值发生 了 一定的 突变 ， 显 然预测值 比实测值更为平滑 ， 更为合理。 反演值与前面 按规 范 的计 算值 较 为接 近 ， 由于 围岩 较 好， 可以看到侧压力与垂直 压力相 比较小 ； 同时 ， 隧道存 在一 定的偏压 ， 大洞所受压 力稍大 ， 不过不是很 明显 。
ｎｉ
表 ３ 荷载 反分析 结果 （ 步长为 １ ， 收敛值 ０ ． ０ ０ ０ １ ）
－ ， （ ） ＝∑ — 一
ｌ＝ ｌ ‘
乏（ 一 “ ）
∑
＝ｉ
（ ４ ）
项目
法向地层刚度
切向地 层刚 度
、
“ 含义同上 ， 其下标 的 意义为 第 ｉ 个监 测项 目的第
２ ． ２ 偏压 隧道 的 判 断
＠ 西 ＿
圈 １ 衬砌压力荷载分布模式
（ １ ） 地形引起 的偏 压 ： 围岩类 别 、 地 面坡 度 和覆盖 层厚 度是判别隧道偏压 的 ３ 个重 要 因素。当隧 道外 侧拱 肩至地 表 面的垂直距离 ｔ 值等 于或小于下表所 列数值时 ， 应视为偏 压隧道 。一般在 Ｉ Ｉ Ｉ 类 以下围岩 中， 以地形引起的偏压为主 。
反相色谱法的原理和分析应用
反相色谱法的原理和分析应用引言：
反相色谱法是一种常用的分析方法，广泛应用于药物分析、环境检测、食品安全等领域。本文将介绍反相色谱法的基本原理和其在实际应用中的重要性。
一、反相色谱法的基本原理
反相色谱法是指以非极性固定相和极性溶剂作为流动相，来分离分析化合物的一种方法。其中，非极性固定相一般是由碳链或脂肪酸改性的硅胶制备而成，而溶剂则是具有较高极性的有机溶剂，如水、甲醇等。
在反相色谱法中，溶液中的化合物通过与非极性固定相相互作用来分离。较极性的分子会更强烈地与固定相相互作用，因此它们在柱上停留的时间较长；而不太极性的分子则较快地从柱上洗脱。这样，化合物间的差异性质使其能够被分离。
二、反相色谱法的分析应用
1. 药物分析
反相色谱法在药物分析中具有重要的应用价值。药物往往是复杂的混合物，其中含有许多成分。通过反相色谱法可以对药物中的各个成分进行有效的分离和定量分析。这对于药物的质量控制以及研发新药具有重要意义。
2. 环境检测
随着环境污染问题的日益突出，对于快速、准确测定环境中各种有机污染物的需求不断增加。反相色谱法作为一种高效的分析方法，被广泛应用于环境样品中有机污染物的检测与分析。通过反相色谱法，可以对各种有机污染物进行分离、富集和定量分析，为环境保护提供有力的支持。
3. 食品安全
食品中存在着各种添加剂、农药残留物、重金属等有害物质，对人体健康构成
潜在威胁。反相色谱法在食品安全领域有着广泛的应用。通过反相色谱法，可以对食品中的有害物质进行快速、准确的检测，为确保食品安全提供技术支持。
4. 化学分析
岩土反分析法在岩质边坡治理中的应用
应用岩土工程反分析法进行滑坡稳定性评价的探讨
阎智勇 李森林 葛玉祥
（中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司 河北保定 071051）
摘要：在滑坡稳定性评价与治理中，由于受取样和试验条件的限制，很难直接得到与实际情况相一致的抗剪强度参数，而应用反分析法可克服上述不足，通过边坡的稳定状态反算C 、φ值，从而为计算、评价、治理边坡提供可靠依据。本文通过对阳泉市307国道复线滑坡治理工程阐述反分析法在滑坡稳定性评价中的应用，取得了较好的成果，为同类条件下的滑坡稳定性评价提供了有益的借鉴。 关键词：反分析法 滑坡稳定评价 抗剪强度指标 0 引言
对于滑坡的稳定性评价及治理，无论是运用极限平衡分析方法还是应用数值分析方法，都需要滑面物质的抗剪强度指标。如果选用的指标过低，会因过于保守而增加治理工程的造价；如果指标过高，则将使抗滑工程在危险状态下运行，工程有失效的危险。受取样条件、试验条件的限制，我们往往很难选取与实际情况相符合的强度参数。因而采用滑坡反分析方法对滑体的强度参数进行研究是得出符合滑坡实际情况的综合抗剪强度指标C 、φ值及对滑坡进行合理治理的有效方法。
1 反分析法在滑坡治理中的应用原理
在滑坡反分析中，通常将实验与工程实践经验相结合，一般采用不平衡推力法，列出所选取的各个剖面的滑坡推力计算方程，并根据滑体实际情况，假定滑体安全系数，再联立方程组求解C 值和φ值；另外，也可选取一个剖面，先设定C 值或φ值，令坡体处于极限平衡状态，来计算另一抗剪强度指标C 值或φ值。一般φ值变化较大，C 值变化较小，所以一般为设定C 值然后反算φ值。其具体计算方法为：在平行于滑动方向上取单位宽度的剖面，其两侧的摩阻力不计，根据不平衡推力法，建立该剖面滑坡推力计算公式：
地震反应分析
结构地震反应分析
结构地震反应分析的主要工作是首先将结构简化成力学分析模型，然后输入地震作用，计算模拟结构的反应行为，包括内力和变形反应时程或最大值。其目的是为结构抗震设计提供必要的数据资料；或为抗震安全鉴定和拟定抗震加固方案提供参考依据；或为研究结构破坏机理提供基本手段，从而改善设计，提高结构的抗震性能。
结构地震反应取决于地震动输入特性和结构特性。随着人们对地震动特性和结构特性的了解越来越多，特别是技术手段越来越先进，结构地震反应分析方法也跟着有了飞跃的发展。
结构抗震分析方法的发展大体上可分为三个阶段，即静力法、拟静力法（通常指反应谱方法）和动力法阶段。
静力法是20世纪初首先在日本发展起来的。该方法将结构物看成是刚体，并刚接于地面。这样，结构在最大水平加速度绝对值为a max 的地面运动激励下，受到的最大水平作用力P （即最大惯性力）为
W
P ―人喰kW
g
其中，—是结构物的重量，k是地面最大水平加速度绝对值A max与重力加速度g 之比，称为地震系数。
在当时人们对地面运动的频谱和卓越周期的了解还不够多，以及房屋多为低层建筑的情况下，应用上述地震荷载计算公式于抗震
设计还是可以的。但是，随着地震资料的积累和城市与工业建设的发展，使人们认识到作为静力法基础的刚性结构假定已明显地远离实际情况，于是考虑结构物的弹性性质、阻尼性质及相应动力特性的反应谱方法便发展起来了。
反应谱方法出现在20 世纪40 年代。美国的一些学者在取得了一部分强震地面运动记录之后，考虑地震动特性与结构动力特性共同对结构地震反应产生决定性影响的这一事实，提出了反应谱概念和相应的设计计算方法。这一方法有动力法的内容，却具静力法的形式，故可称之为拟静力法。该方法对结构地震反应分析产生巨大影响，至今仍是结构抗震设计的主要计算方法。
滑坡计算参数反演分析
滑坡计算参数反演分析的优化算法
1 引言
在滑坡稳定性计算和工程设计中，滑带土的粘聚力（C）和内摩擦角（ϕ）取值正确与否至关重要。目前确定滑带土抗剪强度参数（C、ϕ）值的方法有试验、工程类比和反演分析3种。滑带土剪切试验分为现场或室内两种，受试样和试验条件的限制，滑带土试验数据通常很离散，需要进行分析计算来确定。工程类比法在确定滑带土的抗剪强度参数时具有很强的主观性，在确定类比指标时又受到类比滑坡客观条件的限制。反演分析是确定滑带土抗剪强度参数的一种有效的方法，根据滑坡的宏观变形状况假设滑坡的稳定性系数，再反算滑带土抗剪强度参数。反算是滑坡稳定性计算的逆过程，得到的参数更符合滑坡的变形情况，参数可以作为试验数据选取的参考，若没有试验数据时，可以直接作为稳定性计算、工程设计的参数。
目前，滑带土抗剪强度参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下，反算另外一个参数，通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数，通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解。本文以三峡库区太山庙滑坡为例，在C、ϕ值未知的情况下，综合采用经验类比和反演分析方法确定滑带土的抗剪强度参数，分析时兼顾了滑坡的区域相似性和个体特性，所得到的结果更为准确、可靠。
2 滑坡概况
欧家湾滑坡位于奉节县白帝镇坪上村2、3组，长江支流石马河左岸，属于三峡库区三期专业监测崩塌滑坡灾害点。滑坡无详细的勘察资料，仅在监测设计阶段做了地面调查。
滑坡自然坡角约25~40°，滑坡前缘临近石马河处零星分布石马河一级阶地，滑坡区属低山丘陵剥蚀地貌。滑坡体的主滑方向为5°，平面形态呈箕形，由后缘向前缘逐渐变宽，滑坡东西宽约350~400m，南北向主轴长约420m。后缘高程约325m，前缘高程约170m，左侧以山脊为界，右侧以冲沟为界，总变形规模约507×104m3。滑体主要由第四系碎块石土夹粘性土组成，滑床为巴东组第三段（T2b3）的泥灰岩，岩层产状为280°∠3°，为斜交坡，图1是滑坡的工程地质剖面图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
反分析的原理和计算方法
3.1概述地下工程开挖过程中，岩土体性态、水土压力和支护结构的受力状态都在不断变化，采用确定不变的力学参数分析不断变化的体系的力学状态，显然不可能得到预想的效果。软件提供的反分析方法以现场位移或内力增量量测值等为依据，借助优化反分析方法确定地层性态参数值，并将可使以这些参数值为输入量算得的测点位移计算值与实测值相比误差为最小的量作为优化反分析解，尔后将其用作预测计算分析的依据。
位移反分析方法可分为正反分析法和逆反分析法两类。后者为正分析的逆过程，计算过程简单，但须先建立求逆公式和编制相应的程序，适用性差。前者为正分析计算的优化逼近过程，一般通过不断修正未知数的试算值逼近和求得优化解，计算机运作时间虽长，但可利用原有正算程序进行计算，便于处理各种类型的反分析问题，并可用于各类非线性问题的分析，适用性强。本软件采用的方法为正反分析法。
地下结构的施工常采用分步开挖、分步支护的方式，其位移、结构内力及岩土层应力等随着施工阶段的变化呈现出一种动态响应过程。因此，有必要将常规的反演分析法与施工模拟过程结合起来，建立一种施工动态反演分析方法。在相同工程及地层条件下，通过利用当前施工阶段量测到的全量或增量信息，来反求地层性态参数和初始地应力参数，进而达到准确预测相继施工阶段的岩土介质和结构的力学状态响应，为施工监控设计提供指导性依据。
3.2量测信息的种类及表达式
在建立的反演分析计算法中 ,现场量测信息一般用作建立反演计算方程的输
入量 ,因而通常是进行反演计算的主要依据。岩土体在工程施工过程中受到扰动后发生的现象，主要是继续变形和破坏，如果归诸于力学原理，则是岩土体的应力场、应变场、位移场和稳定状态在受到扰动的过程中发生了变化。鉴于受力物体的变形、内力、应力和荷载之间存在依存关系，可以推理如能取得岩土体在受到扰动的过程中发生的应力、应变、内力或位移变化值的量测信息，则可望通过正演计算的逆过程得出初始地应力的量值和作用方向，以及用于描述岩土介质的受力变形性态的特性参数。
3.2.1 位移量测信息围岩地层中位移量测分为洞周表面各点的收敛位移量测如拱顶下沉、洞周收敛变形、地表沉降、盾构管片接头相对位移等和围岩域内各点的位移量测，主要为围岩径向多点位移、地表深层沉降、水平位移等。
在软土岩土工程中，位移量测主要有地表沉降、围护结构的水平位移、垂直位移、土体测斜、周围建筑物、道路和官线的沉降及水平位移等。
位移量又分为绝对位移（相对于不动点）和相对位移（相对于同一测线上的基准测点）两种。
3.2.2 内力量测信息
内力量测信息包括扰动应力即由开挖等引起的岩土体应力的变化量和构件
（支撑、围护、锚杆及衬砌结构等）轴力、弯矩。其中扰动应力为将来扩展反演量测信息。
3.2.3 压力量测信息压力量测信息包括岩土体内部土压力和结构（喷射混凝土、衬砌、围护结构）与岩土体之间的接触压力两种，为将来扩展反演量测信息。
3.2.4 应变量测信息有开挖引起的应变可分为在洞室壁面上发生的应变和在岩土体内部发生的应变两类。前者称为表面应变，后者称为域内应变。在应变量测中常用的是电阻应变片和千分表，其中前者对量测表面应变和域内应变都适用，后者仅适用于量测表面应变。
3.3目标函数和适应性函数
3.3.1 目标函数隧道及地下结构施工动态反演过程的量测信息拟采用结构变形、内力及地层水平和垂直变形等，待求未知参数 X 可设定为各地层弹性模量和初始地应力参
数。关于待求未知量 X 的最小二乘目标函数为
K F・
F (X)八 w—(3—1)
i=1 F i0
式中：K为量测信息种类，包括绝对位移、相对位移、结构轴力、弯矩等；
K i * 2K i * 2
F i 加F j」F* , F io »加F* (3 — 2)
j 日j=i
其中：AF j,AF* —任意两施工阶段测点处对应绝对位移、相对位移、结构轴力或弯矩等的计算值和实测值增量；K i—第i种量测信息种类的测点个数；w i—加权常数，一般取w i=10
3.3.2适应性函数
对于岩土工程的位移优化反分析，在应用遗传算法时，由于目标函数比较小，采用适
应性函数
1
fitn
ess(x)=
F(X)
来区分不同的个体(关于遗传算法，详见下节)。
3.3优化方法
反演分析中，优化方法和初始值的选择十分重要，这关系到反演最终能否获得成功(即获得正确合理的反演结果)。同济曙光软件提供多种优化方法供用户选择。
3.3.1单纯形法
单纯形法的思想是通过对n维空间上n 1顶点的函数值进行比较，通过反射、收缩、延伸来排除函数值最大的点，找到函数值最小的点，并形成新的单纯形，这样逐步逼近极
小值点。
单纯形是n维空间中n+1个点构成的体积不为零的多面体，这n+1个点称为该单纯形
的顶点。顶点的位置由 n维空间中的坐标给出，目标函数f(X)定义于n 维空间中。给定顶点的初值X1,X2…，X n+1后，可求得顶点处的目标函数值f(X i)o 单纯形形心处的坐标为
一 1 n 1
X = 'X i (2 — 1)
n 1⑴
令X h, X i分别为目标函数值取最大和最小的顶点，单纯形法就是要寻找一个
具有较小目标函数值的点来取代顶点 X h,方法是通过三种运算：反射，收缩和延伸。
在反射运算中，新顶点坐标为
X—X ： (X—X h) (2 — 2) 式中，a称为反射系数。
在计算目标函数后，如有
f(X i) ：： f(X』：：f(X h)
则以Xu替代X h构成新的单纯形。如有
f (X J :： f(X,)