基于模擬退火法尋優的公路邊坡抗剪強度參數反分析研究

張曉軍, 曹 娟

(1.湖南省交通科學研究院有限公司， 湖南 長沙 410015; 2.湖南金沙路橋建設有限公司， 湖南 長沙 410100)

0 引言

隨著我國公路建設事業的快速發展，公路技術人員積累了大量的工程建設資料和經驗，在此前提下，為削減勘探和土工試驗成本，對許多邊坡工程采用經驗法或者類比法來估算邊坡的抗剪強度參數[1]。此類方法盡管操作簡單方便，但受人員工程建設經驗、巖土體所處地域差異等不確定因素影響，存在一定局限性。反分析法是獲取邊坡巖土體參數的一種間接方法，即以現場監測信息為基礎，通過反分析模型或算法反推得到巖土體的實際材料參數[2]。

國外巖土工程反分析研究始于上世紀70年代，目前已得到了長足的應用與發展。Finno等[3]利用與誤差函數拓撲相關的梯度方法和遺傳算法，根據巖體原位測試數據反推Mohr-Coulomb模型的參數。Deb等[4]統計了大量巖體位移數據，利用BP神經網絡和模糊系統間接估計巖體的變形模量。Yazdani等[5]利用數值仿真計算替代現場監測，通過位移計算值對Siah Bisheh電站附近巖體參數、應變率以及節理參數進行反演，發現將數值計算結果作為反分析的依據具有可行性。國內方面，傳統的邊坡參數反分析往往基于剩余推力法[6]、極限分析法[7]和傳遞系數法[8]進行，而計算科學的進步促進反分析的手段逐漸向智能算法方向發展。張志增等[9]設計了正交試驗表，利用有限差分和人工神經網絡進行邊坡巖體力學參數的反分析。李南生等[10]為克服常規最優化方法在解決非線性問題中的缺陷，利用MATLAB進行了基于遺傳算法的邊坡反分析研究。……