参数敏感性分析与试验方案优化图文精.doc

岩 土 力 学 ! 年 态时 著 法 。 , Υ 、 甲 、 值 的 变 化 将 影 响 结 构 的变 形 特 性 并 随 塑 性 区 的 增 大 而 对 结 构变 形 的 影 响 愈 加 显 的 敏 感 度 不 仅 与其 本 身 的 基 准 值 有 关 , 一 即 Γ , , 还与 & 二 、 叮, 的 取 值 有关 , , 。 如欲进 一 步 考 虑 这 种 参数 间 的 相 关 影 响 ’! 〔 应 对 所 讨 论 的 问 题 具备 一 定 的 专 业 知 识 。 也可 以 应 用正交 试验 对 与 其 它 参数 相 。 或 灰 色系 统理 论 “’ 等 , 对 参数 间 的 相 关作 用 进 行 预 分 析 , 经 过预 分 析 关 性 显著 的 参数 进 行敏 感 性 分 析 时 应 同 时 令 其 相 关 参 数 在 可 能 的 范 围 内变 化 试 验 方 案优 化 对地 下 工 程进 行稳 定 性 分 析 因 , , 需 要 了解 场 地 各 种 有 关 的 岩 体 力 学参 数 。 。 精 确 的 岩体 力学 、 参数 只 有 通 过 大 型原 位 试 验 才 能 得 到 又 不可能 大 量进行 因此 , 。 。 而 大型 原 位 试 验 由 于 费用 高 , 、 强 度大 时 间长 等原 另一 方面 , , 并 不 是 每 种 岩 体 力学 参数 都 必 须 通 过 大 型 原 位 试 验 获 进 行 试 验方 案 优 化 , 是 一 个 非 常值 得 我 们 研 得 。 如何 根 据 实 际 问 题 合 理 安排 试 验 究 的课 题 试 验 方 案 优 化 的 含 义 是 , 以 最 小 的大 型 原 位 试 验 工 作 量 , 获 得 足 以 满 足 工 程 所 需精 度 要 求 的 各种 岩 体 力 学 参 数 。 参数 敏 感性 分 祈 为 试 验方 案 优 化 提 供 了 基 础 , = 0 > 根 据 参数敏 感 度 因子 排 序 。 可 将岩体 力 学 参数 区 分 为 主 要 参数 和 次 要参数 , , 从而 抓 住主 要 矛 盾 。 例如 , 对 于 高边 墙 的 水 平 变 形 而 言 。 水 平 向地 应 力 & , 和 岩体 弹 性 模 量 6 就 , 是主 要 参 数 , 而 其 它 参 数是 次 要 参数 , 主 要参数 必 须 通过 大 型 原 位 试 验获 得 , 。 而 次 要 参 数则 。 只 需通 过 室 内 试 验 获得 , 甚 至 不通 过 试 验 。 而 通 过 以 往 试 验 结 果 类 比 或 凭 经 验获 得 前 面 我们 已 阐述 , , = 7 > 参数敏 感 性 分 析 可 以 避 免 主 观 错 误 判 断 对 于 不同 的 基 准 参 数 , 集 参数 敏 感 度 排 序 是不 同 的 , 因此 , 应 针 对 具体 工 程 问 题 。 进 行 参数 敏感 性 分 析 来 区分 主 要 参数 和 次 要 参 数 = ! > 而 不 应 单 凭经 验 行 事 , 根 据 各主 要岩体 力 学 参 数 的 敏 感度 因 子 的 对 比 原 则 上讲 , 合 理 安 排 这 些 参 数原 位 试 验的 相 。 。 应 试 验量 = 。 , 敏 感 度 越 高 的 参数 0 , 应 安排 的 试 验 量 越 多 , > 根 据 敏 感 度 因 子 和 工 程要 求 精度 选择 合适 的试验方 法 , 比 方说 7 , 测量 “ ‘, 。 的方 二 法 有 两 种选 择 ∗ Ζ , 方法 。 的相对误 差 ( , 。 二, ≅ 二 Ζ ≅ 1 费用 比 较便 宜 , , 方法 “ 的相对 误 差 ( , 5 ≅ 费用 较贵 。、 二 由敏 感 度 分 析 知 1 . 。 。 ∗Ρ Ρ 故 两 种 方 法 的测 量 误 差 引 起 “ 的 相 对 误 差分 别 为 ( Ξ , 7 Ζ和 ! 。 Π “5 二 ∗ 7 Ρ Ζ 。 若 要求 的 相对误 差 Π [ Ζ “ , 则方法 , 尽 管费 而不 必 一 , 用 低 也不 应 采 用 而 应 采 用方 法 。 尚若 工 程 要 求 ( [ 7 ∗ Ζ 。 则 应 采用 方 法 味追 求精 度 去 采 用 方 法 7 敏 感 性 分 析 从 工 程精 度 角 度为试 验 方 案 优 化 提 供 了 依据 合 试 验 费用 、 进 行试 验 方 案 优 化 时 还应 结 设 备 条 件等 因 素 , 统 筹考 虑 。 结 束 语 。 敏 感 性 分 析 是系 统 分 析 中 评 价 系 统 抗 干 扰 能 力的 一 种 有 效 方 法 析 的基础 上 , 本 文 在 单 因素 敏 感 性 分 。 定义 了 无 量 纲 敏 感 度 函 数 和 敏 感 度 因 子 , 使 得 多 因 素 的敏 感 性 具 有 可 比 性
第 期 章光 等 5 参数 敏 感 性分 析 与 试验 方 案 优 化 , 作 为 算例 评价 指 标 次为 5 , 本 文 对 拉 西 瓦 地 下 工 程的 稳 定 性进 行 了 敏 感性 分 析 , 。 应 用本 课题组 编制 的 二 、 维 非 线 性 有 限 元 程 序 建立 了 计 算 模 型 以 地 下 主 厂 房 高边 墙 的 最 大 水 平 向变形 作为 稳 定 性 的 娜 、 考 察 了 岩体弹 性 模 量 『, 1 6 、 泊松比 。 内聚 力 , , Υ 、 内摩 擦 甲 1 水 平 向 地应 力 , 叮二 , 和 铅垂 向地 面力 等 参数 的 扰 动 影 响 , , 经 过 分析 刀5 、 得 到 了 各参 数 敏 感 度值 4 按大 小排 序 。 4 依 , , 傲 Ω 」, 水 平 向地 应 力 指出 , Ω 一 Δ 5 ,, 二 ≅ ∗Ρ , 4 Η1 一一 4 『, 4 一4 二 , 和 弹 模 6 是 影 响 高边墙 水 平 向变形 的 敏 感 参数 二 习共 ≅ 。 1 ∗ , , Δ 。, 5 ≅ 4 ≅ , 4 ∗ 1 ∗ςς , 4 一一Ω Δ 5 , ≅ ∗ ∗! Ω , 。。 Δ , 。 Ω 一 4 其 余 为不 敏 感 参 数 4 人 、 ? ≅ ∗ , 1 ∗7 ∗ ‘, 一 结果 表 明 。 、 。 4 。 但应 基准 Ω 上 述 结 论 是 在参 照 拉 西 瓦 工 程 的 实 际 条 件 而 给 出的 基 准 参 数 集 的 基 础 上 得 到 的 , 。 参数 集 不 同 结 论将 有 差 异 , 。 本 文 提 出 了 试 验 方 案 优 化 的概 念 。 参 数 敏感 性 分 析 是试 验 方 案 优 化 的 基 础 , 。 通 过 参 数敏 。 感性 分 析 和 敏 感 度 因 子 排 序 要 参数 , 可 以 针 对 各 种 不 同 的 具 体情 况 , 确 定 符 合 实 际 的 主 要 参数 和 次 结 合 实 际 工 程 所 要求 的精 度 , 做 到 最 合 理地 安排 试 验 量 和 选 择 合 适 的 试验 方 法 、 在本 文 进 行 的有 限 元 计算 过 程 中 在 此 表 示 衷心 感 谢 。 得 到 了 潘 榕 明先 生 王 平 先生 和 王 可钧 先生 等 同 事 的 热 情 帮 助 , 参 于 学馥 等 李世 辉 曾秋 成 1 1 1 考 5 文 献 , 地 下 工 程 围 岩 稳定 分 析 1 1 北京 5 煤炭 出 版 社 Ρ! , 隧道 围 岩 稳定 系 统分析 技 术数 理 统 计 方 法 1 1 北京 5 中 国 铁 道 出版 社 1 合肥 安 徽科 学 技 术 出 版 社 系 统 工程 , Ρ ∗ 1 李健萍等 影 响石 膏 强 度 因 素 的 灰 色 关 联分 析 , 磅
Ρ 岩 土 力 学 ! 年 8& 3 & Τ ∃ Η ∃ 3 Δ ∃ ∋ . −Η −ϑ − ΗΚ Φ ∋ & 0 Κ . −. & ∋( # ; Η−Τ −∴ −∋ Λ < # 3 ] ∃ . Η 83 # Λ 3 & Τ Χ ,& 忍 . ⊥ Ι & 忆 夕 Χ ,“ Γ _ Η ∃ 泞,∃ 艺 ” Φ ⎯. Η 3& Μ∋ Η 、 < 1 ; & ;∃ # ∋ 3 , ⎯1 & ∋ .∃ 1 ( # ∋ .∃ ∋ , Η ,∃ ϑ 也∃ −Η Κ Η ,# ( < & Γ # < , −∋ Λ 0 ∃ 一 ; Ψ −Η & 3 & Τ ∃ Η ∃ 3 .∃ ∋ . − Η −ϑ − Η Κ & 3 ∃ & ∋ & 0 Κ, ∋ ∃ , & # .∃ ∋ Θ −Η − ϑ −Η Κ 3 ∃ .Ι Ι ∋ Γ Η − ( −Η − & Η# 3 Ι , ( −Τ 8&3 & ∃ ∋ . − # ∋ 0 ∃ . . ∋ ∃ .. ( 1 ∃ <− ( Η Τ & %∃ , Η 五∃ ,∃ − ∋ 0Η . # < . ∃ ∋ . −Η − ϑ −Η Κ & ∋ 0Κ . − , −∃ ( # ∋ Τ Η # ∋ 0 Η −8 0 ∃ Η Τ ∃ Η∃ # 3 . Γ # Τ 8& 3 −Ψ & & ⎯ 0∃ ( ∃ ∃ Φ. 3 & ∋ ∃ Α & Τ 80 ∃ Η 3 . ∃ ∋ . −Η − ϑ − Η Κ ∃ 3 ∃ . Ι & ∋ & 0 Κ. − , Γ & 3 3 # Ι # ∋ ,∃ . Η& Η & ⎯ −0 −Η Κ < α 『 1 & Α 胜∋ Λ 3 # Ι ∋ ( # ∃∋ Λ −∋ 0 # ∃ ∃Θ Λ 1 ] , 0 Η. . , # Ψ Η Η, & Η Η , ∃ , ∃ # 3 − , Η & 0 Η Γ 3 Ι . 0 . Η 3 ∃ .. & ∋ ( Η # ∋ , ∃ 0 & . Η − Γ Τ &Η ( ∋ Ι Ι . # < Η ,# 3 # ∃ % ∃ Τ & 吕! 6 & 3 ∃ ,∃ 1 ∃ ∋ . −Η − , 8 ( ∃ & 3 & Τ ∃ ∃ 3 . & << 扭 Γ Η −∋ 1 Λ Η ,∃ ∃ ,# & ∋ & 3 −∴ Η∋ & 0 ( ∃ <# Τ −# Η < Η,∃ ‘−Λ , Η −ϑ ∃ . −( Ψ & 00. 3 . # < Η ,∃ 3 ∃ Ι ∋ ( ∃ ∃ 3 Λ Η 3 # Ι ∋ <& − 3 Γ Η # 3 & . ∃ Κ ⎯ Ι − 0 ( −∋ Λ ], . ∃ 0 Κ . −. 0. # 8 Η −# . ∋ , # Ψ . # ,&Η # ∃∋ . ∴ 0 −Θ 8 Η∃ & 3 & Τ ∃ Η∃ & 3 ∃ 0 Η & Η ( 3 # Η , ⎯ 8 & 3 & ∋ Κ ∃Η# 3 Η 1 ] , ∃ Γ # ∋ Γ ∃ < Η # 8Η −Τ − − Λ < < # # 3 “Η ;3 # Λ 3 & Τ Η ∃ , ; Ι <# 3 & Ψ . 1 & 3 ( −∋ Η, ∃ 8 & 8∃ 3 & ∋ ( .∃ ∋ β − Η −ϑ − Η Κ & ∋ & 0 Κ . −1 , # ⎯&.∃ # 8 Η − Τ −∴ − ∋ Λ <# 3 Η 83 # Λ Τ 之 . ∃ ∋ . Β∃ Κ _ # 3( , ? ; & 3 & Τ ∃ Η ∃ 3 , − Η −ϑ −Η Κ &∋ & 0Κ . −. , # 8 Η − Τ −5 − ∋ Λ 祥