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【6h】

工程岩体渗流场与应力场耦合分析的模型参数反演研究

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随着人们对岩土体研究的深入，确定计算参数逐渐被重视并成为研究的热点和难点。由于受认识所限，多年来通过反分析获得的岩土体计算参数主要是通过单场反演得来。相对于单个渗流场、应力场参数反分析，考虑渗流-应力耦合作用能更好地反映岩体真实的变形机理和渗流特性。因此，基于位移、水头等多类型实测资料进行渗流场与应力场耦合的模型参数反演，不仅能准确确定那些不易直接测定的参数，还能提高反演结果的可信度。主要围绕渗流场与应力场耦合分析的模型参数反演做了以下几方面工作：
　　 (1)针对简单遗传算法易陷入局部最优解、收敛速度较慢等缺点，应用效率更高的自适应遗传算法，把等效裂隙岩体渗流场数值分析与其有机结合，实现了三维渗流场渗流参数反分析。
　　 (2)从水-岩相互作用的机理出发，对岩体渗流-应力两场耦合模型的应用条件、范围以及优缺点等进行了比较，建立了孔隙连续介质和等效裂隙连续介质耦合模型。实现了三维非稳定渗流孔隙介质渗流-应力耦合分析及等效裂隙介质渗流-应力耦合分析。
　　 (3)对渗流场与应力场耦合分析涉及的参数进行分类，并对参数的敏感性做了深入分析。结合孔隙连续介质和等效裂隙连续介质耦合模型，建立了两种模型的参数反演模型，开发了三维非稳定渗流-应力耦合作用的参数反分析数值分析软件。
　　 (4)根据某水利工程坝址区钻孔实测水位资料，对该坝址区天然渗流场的渗透系数进行了反演。在此基础上，根据反分析得到的渗透系数，对大坝建成后正常蓄水位工况下坝址区渗流场进行了预测分析，对可能会出现的问题进行了分析，提出了有针对性的建议。
　　 (5)采用孔隙连续介质渗流场与应力场耦合模型，在考虑初始地应力场的情况下，依据隧道各断面实测资料，对某深埋山岭隧道K8+500～K8+550桩号段进行渗流场、应力场耦合的模型参数反演分析。根据得到的反演参数，对K8+560～K8+610桩号段隧道拱顶沉降和洞周收敛进行位移预测，预测与开挖后实测位移情况比较吻合。

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