|
边坡弹性模量位移反分析及其工程应用
|
|
【水利教育论文下载】摘要：本文建立了边坡弹性模量位移反分析模型，提出了实用反分析优化算法，并结合三峡船闸高边坡位移反分析实例，对上述模型和算法进行了验证.关键词：边坡 弹性模量 位移反分析
水坝、基坑、边坡等的位移反分析研究至到近年才开始受到关注和重视［1，2］. 这些地表工程存在如下特点：
(1)工程规模一般较大，涉及的介质较多；
(2)初始地应力场受地形、介质等的影响较大；
(3)施工周期长，时效因素较为显著；
(4)监测与施工很难同步进行.
由于这些因素的影响，地表工程需要建立自己的反分析模型，不能借用地下工程的位移反分析方法.
本文所建立的模型，首先考虑了多种介质弹性模量位移反演，其次扬弃了一步开挖假定，反分析的基础位移资料可以是阶段开挖位移增量. 为了减轻反演工作难度，本文所建立的模型假定初始地应力场已知，每种介质属于均匀各向同性线弹性体.文中建议的优化算法的基础是递归技术和单变量优化算法，单变量的易操纵性基本上可以保证反演结果与初值无关.三峡船闸高边坡位移反分析结果表明，上述模型和算法是合理的.
1 反分析模型和优化算法
1.1 模型 设n为构成坡体的介质数量，Ei(i=1\:n.)为待求的各介质弹模.反分析的目标函数取计算位移矢量u与实测位移矢量的点积的最小值，即
(1)
式中f,u均为Ei的函数.
约束方程为有限元方程
=Fexcav， (2)
及 Ei>0, (i=1,...,n.) (3)
式中Eik′i为介质i贡献的刚度矩阵分量；Fexcav为开挖力
(4)
N，B分别为插值形函数矩阵和应变位移矩阵；b为体积力矢量；Ωexcav为开挖区；若为阶段开挖位移增量，则σ0是上一步开挖后坡体的应力，若为位移全量，则σ0是初始地应力.
对于多介质线弹性问题，σ0一般是Ei(i=1,...,n)的函数.但是可
|
|
|
广告服务