巖土工程作為土木工程中的重要分支，在土木工程中占據(jù)著舉足輕重的作用，其本身的發(fā)展成就將會(huì)在一定程度上影響和促進(jìn)或抑制土木工程的發(fā)展。除此之外，無(wú)論是在公路、隧道、橋梁、堤壩，還是工業(yè)、機(jī)場(chǎng)以及民用建筑等等工程上，都將會(huì)涉及到巖土工程，巖土工程無(wú)論是在生活還是在社會(huì)的發(fā)展中都占據(jù)著重要的地位。因此，通過(guò)對(duì)巖土工程反分析的研究來(lái)促進(jìn)巖土工程的發(fā)展刻不容緩。本文就將從巖土工程反分析的定義、發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題、反分析方法在巖土工程中的運(yùn)用以及未來(lái)展望這幾個(gè)方面上來(lái)對(duì)巖土工程反分析做定性的研究。
一、巖土工程反分析的定義
在巖土工程中的分析法，就是指在反映系統(tǒng)力學(xué)的以及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)到的某一些物理信息量的基礎(chǔ)上，通過(guò)相應(yīng)的反演模型來(lái)推算出該系統(tǒng)中各項(xiàng)或者某些數(shù)據(jù)具體的初始數(shù)據(jù)和參數(shù)的方法。
巖土工程反分析方法是在分析具體的現(xiàn)實(shí)問題中產(chǎn)生的，因此反分析方法能具體的解決巖土工程中出現(xiàn)的諸多問題。在巖土工程中起著至關(guān)重要的作用，只有建立在充分了解其定義的基礎(chǔ)上才能對(duì)其做相應(yīng)的分析研究。
二、巖土工程反分析的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
在20實(shí)際7O年代初期人們開始對(duì)反分析問題進(jìn)行相關(guān)的研究，經(jīng)過(guò)了這么多年眾多學(xué)者的努力專研，反分析方法的理論得到了重大的突破發(fā)展和應(yīng)用。巖土工程反分析的發(fā)展歷史在大體上來(lái)講可以分為三個(gè)時(shí)期。首先是70年代初到80年代初這一段時(shí)間，這個(gè)階段是反分析方法的初級(jí)階段，主要是對(duì)反分析理論進(jìn)行研究以及其計(jì)算方法的建立。在這個(gè)階段中研究的大多是線性問題的逆反分析法，這個(gè)階段中最重要的一點(diǎn)就是反分析方法在水電工程中的應(yīng)用；第二個(gè)階段就是從8O年代初期到90年代初，這個(gè)階段是分析方法的發(fā)展階段。這個(gè)階段主要出現(xiàn)了采用了不同的本構(gòu)關(guān)系以及計(jì)算方法的各種反分析法嗎，這一階段的重要特征是注重反分析的實(shí)際應(yīng)用以及考慮實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件，這也是大規(guī)模工程建設(shè)中對(duì)于理論技術(shù)發(fā)展的要求；第三個(gè)階段就是90年代初至今，在這個(gè)階段不僅在巖土體模型識(shí)別問題方面，而且在考慮巖土本身隨機(jī)性的非確定性的方面上，反分析都取得了迅速的發(fā)展。同時(shí)，信息論和系統(tǒng)論等等技術(shù)也被應(yīng)用到位移反分析的研究中。在此基礎(chǔ)上，還提出了關(guān)于施工工程的仿真反分析以及動(dòng)態(tài)施工的反分析技術(shù)。并且，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等等諸如此類的現(xiàn)代優(yōu)化方法已經(jīng)開始在巖土工程中得到了充分的使用，并且發(fā)揮著巨大的作用。
三、巖土工程反分析現(xiàn)如今存在的問題
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科技的不斷創(chuàng)新，雖然巖土工程反分析方法取得了諸多的成就以及突破，但是又因?yàn)閹r土工程問題中極具復(fù)雜性的這一特點(diǎn)，使得許多的工作都不完善，具體的可以分成以下幾點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析。
1、施工過(guò)程中的模擬問題
巖土工程反分析法雖然為我們提供了從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)反饋從而得到計(jì)算參數(shù)以及研究對(duì)象分析的一條途徑，但我們不能忽略現(xiàn)場(chǎng)存在的施工條件對(duì)于反分析方法的具體影響，只有建立在充分考慮這些問題的基礎(chǔ)上，才能得到與事實(shí)相符合的統(tǒng)計(jì)。就目前而言，反分析方法中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的方法以及施工步序做精確考慮的模擬設(shè)備還不能滿足現(xiàn)實(shí)的需求。雖然現(xiàn)階段對(duì)于模擬設(shè)備的研究得到了相關(guān)研究者足夠的重視和關(guān)注，同時(shí)也取得了一些進(jìn)展，但是就對(duì)于施工過(guò)程中模擬方面研究的深度和廣度仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要諸多的研究者不斷的努力。
2、非線性模型解的適定性問題
就現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，巖土工程中的彈性以及線粘彈性問題反分析的具體研究理論以及方法都得到了充分的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)展。但是巖土工程研究的實(shí)際情況中總是會(huì)出現(xiàn)一些非線性的問題。如果采用線性問題的解決方法來(lái)對(duì)非線性的問題進(jìn)行處理的話，得到的結(jié)果必然會(huì)存在較大的偏差，這樣不利于指導(dǎo)工程的順利開展。對(duì)于目前的非線性問題來(lái)說(shuō)大多數(shù)都是采取傳統(tǒng)的優(yōu)化方法，這樣的缺點(diǎn)是工作量極大，并且得到的結(jié)果也不是極其精準(zhǔn)的。對(duì)于非線性的問題，相關(guān)人員已經(jīng)對(duì)這方面存在的問題進(jìn)行了針對(duì)性的研究嗎，但是在理論水平上仍然存在著一些不足之處。
3、反分析方法的實(shí)用性問題
隨著對(duì)于巖土工程反分析方法的不斷深入研究，雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種反分析法，但是其中的不少在與工程結(jié)合中仍然不能得到理想的效果，這體現(xiàn)了反分析方法在實(shí)用性方面上仍然存在這一些欠缺。造成這一現(xiàn)象的主要原因是由于在反分析方法的研究過(guò)程中，研究者對(duì)于反分析法的具體目的不清晰以及不明確所引起的。因此，在對(duì)巖土工程反分析進(jìn)行相關(guān)性的研究過(guò)程中，研究人員必須清楚地明確反分析方法的具體目的以及在現(xiàn)實(shí)中的具體作用。只有建立在明確了反分析法的具體目的以及現(xiàn)實(shí)運(yùn)用的基礎(chǔ)上研究出來(lái)的反分析法才具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
四、反分析方法在巖土工程中的應(yīng)用
反分析方法在巖土工程中的應(yīng)用主要是在解決由于材料的非均質(zhì)性、不連續(xù)性以及非線性造成的本構(gòu)模型以及力學(xué)參數(shù)等這一方面的問題上，通過(guò)在巖土工程中充分的應(yīng)用反分析的方法，我們可以更加形象以及合理的完成巖土工程的設(shè)計(jì)。在反分析方法的實(shí)際應(yīng)用中，要充分的理解其原理以及重要的注意事項(xiàng)，并且在此基礎(chǔ)上還要注重實(shí)際施工過(guò)程中的相關(guān)注意事項(xiàng)，再加上嚴(yán)格的推斷過(guò)程，這樣就可以確保其準(zhǔn)確性，充分的發(fā)揮反分析法在巖土工程中的具體應(yīng)用，從而加快巖土工程的發(fā)展進(jìn)程。
五、對(duì)巖土工程反分析技術(shù)的展望以及未來(lái)發(fā)展方向的分析
巖土工程反分析法的研究從最初應(yīng)力的研究開始，經(jīng)過(guò)逐步的研究，逐漸發(fā)展為可以求解各地層特性參數(shù)的研究巖土工程的方法，并且形成了成熟的理論以及方法。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，逐漸的使數(shù)值的研究成為了反分析方法研究的重點(diǎn)，一些數(shù)值方法成為了反分析方法的有力工具。但是另外一方面由于工程建設(shè)的規(guī)模逐步的擴(kuò)大，工程實(shí)際實(shí)施的復(fù)雜性，使其在計(jì)算的過(guò)程極其冗長(zhǎng)，甚至使得計(jì)算無(wú)法進(jìn)行。鑒于此，如何在保證工程順利完成的基礎(chǔ)上確保計(jì)算的可靠性以及計(jì)算的精度成為了巖土工程中的研究難題。
在巖土工程反分析技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向方面，軟土工程反演理論將會(huì)是其重點(diǎn)。這主要是因?yàn)樵诂F(xiàn)階段的城市建設(shè)中，軟土工程的不斷增加所造成的。
巖土工程作為土木工程中的重要分支，在土木工程中占據(jù)著舉足輕重的作用，其本身的發(fā)展程度將會(huì)在一定程度上影響、促進(jìn)或抑制土木工程的發(fā)展。此外，巖土工程無(wú)論是在生活還是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中都占據(jù)著重要的地位。反分析的方法是順利開展巖土工程的基本保障，因此相關(guān)人員在巖土工程建設(shè)的過(guò)程中必須建立起用反分析方法對(duì)巖土工程進(jìn)行分析和研究的意識(shí)。本文主要是對(duì)巖土工程中反分析方法的定義、發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及其在巖土工程中的運(yùn)用以及未來(lái)展望這幾個(gè)方面上來(lái)對(duì)巖土工程反分析做了具體的分析。
