›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (S1): 343-350.doi: 10.16285/j.rsm.2017.S1.042

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

Hoek-Brown准则岩体力学参数非线性位移反分析

田茂霖1,2，肖洪天1,2，闫强刚3   

  1. 1. 山东科技大学 土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590；2. 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590； 3. 青岛市勘察测绘研究院，山东 青岛 266555
  • 收稿日期:2017-04-21 出版日期:2017-06-22 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 肖洪天，男，1964年生，博士，教授，博士生导师，主要从事梯度材料断裂力学新型边界元法研究。E-mail：xiaohongtian@tsinghua.org.cn E-mail:maolintml@163.com.
  • 作者简介:田茂霖，男，1991年生，硕士研究生，主要从事岩土工程数值方法方面研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目（No.41672291）

Displacement back analysis of rock parameters of Hoek-Brown criterion using nonlinear regression method

TIAN Mao-lin1,2, XIAO Hong-tian1,2, YAN Qiang-gang3   

  1. 1. College of Civil Engineering and Architecture, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China; 2. Shandong Provincial Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China; 3.Qingdao Institute of Survey and Geomatics, Qingdao, Shandong 266555 China
  • Received:2017-04-21 Online:2017-06-22 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41672291).

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摘要： Hoek-Brown准则综合考虑岩体结构、岩块强度等因素，能很好地反映岩体的非线性破坏，更符合工程实际，但其参数选取的主观性及不确定性严重影响其应用效果。通过分析敏感性分析结果及Hoek-Brown准则的圆形硐室围岩位移表达式，借助FLAC3D数值模拟和回归性分析建立了基于Hoek-Brown准则的非线性回归模型，结合差分进化算法提出了合理的位移反分析方法及步骤，并成功应用于青岛地铁工程。结果表明，所建立的非线性回归模型能较好地反映隧道位移与地质强度指标GSI、扰动系数D及泊松比 的关系，所提出的位移反分析方法能较准确地反演获得GSI、D、 值，由所得反演参数值计算的位移与现场监测位移的相对误差较小，具有良好的一致性，验证了该方法的合理性、准确性，为准确获取Hoek-Brown准则参数提供了新方法。

关键词: Hoek-Brown准则, 非线性回归模型(NLRM), 岩体参数, 位移反分析, 差分进化算法(DE)

Abstract: In the Hoek-Brown criterion, many factors affecting rock failures are considered and the nonlinear failure characteristics can be described more accurately. It is known that the uncertainty of rock parameters seriously affects the application of the criterion. Using the sensitivity analysis and the displacement equation of surrounding rocks, the nonlinear regression method(NLRM) has been proposed for the analysis of the rock parameters of the Hoek-Brown criterion. In developing the above mentioned method, the uniform design and FLAC3D software are used. And we develop a reasonable back analysis method and procedures by leading into the differential evolution. The method is successfully used to analyze the stability of the tunnels in Qingdao metro. Results show that the NLRM can better reflect the relationship between the parameters geological strength index(GSI), agitating coefficient D, Poisson’s ratio and the displacements of tunnels. It can be concluded that the analytical results are very good agreement with the monitoring ones. The proposed method can be used for obtaining the parameters of the Hoek-Brown criterion accurately.

Key words: Hoek-Brown criterion, nonlinear regression method(NLRM), rock parameters, displacement back analysis, differential evolution(DE)

中图分类号: 

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[1] 高玮, 胡承杰, 贺天阳, 陈新, 周聪, 崔爽, . 基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2179-2188.
[2] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 939-951.
[3] 袁维, 刘尚各, 聂庆科, 王伟, . 基于冲切破坏模式的嵌岩桩桩端溶洞顶板 临界厚度确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2789-2798.
[4] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[5] 任晋岚, 陈曦, 王冬勇, 吕彦楠. 基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化 强度折减技术[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4865-4872.
[6] 吴顺川, 张敏, 张诗淮, 姜日华, . 修正Hoek-Brown准则的等效Mohr-Coulomb 强度参数确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4165-4177.
[7] 李连祥, 刘嘉典, 李克金, 黄亨利, 季相凯, . 济南典型地层HSS参数选取及适用性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4021-4029.
[8] 孙明社，马 涛，申志军，吴 旭，王梦恕，. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445.
[9] 王少杰，吕爱钟，张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[10] 程爱平，肖 术，许梦国，王 平，刘艳章,. 基于广义Hoek-Brown准则的节理岩体强度及变形参数随机分析[J]. , 2017, 38(1): 205-213.
[11] 宛良朋，许 阳，李建林，王少华，周美玲，. 岩体参数敏感性分析对边坡稳定性评价影响研究 ——以大岗山坝肩边坡为例[J]. , 2016, 37(6): 1737-1744.
[12] 简文彬 ，张 登 ，许旭堂 , . 基于波速测试的裂隙岩体固结灌浆效果分析[J]. , 2014, 35(7): 1943-1949.
[13] 曹瑞琅，贺少辉，韦 京，王 芳. 基于残余强度修正的岩石损伤软化统计本构模型研究[J]. , 2013, 34(6): 1652-1660.
[14] 袁文华. 人工冻土黏弹塑性本构参数反分析研究[J]. , 2013, 34(11): 3091-3095.
[15] 李彦恒，冯 利，罗立平. 基于Hoek-Brown准则的岩体分级法在地下工程中的应用[J]. , 2012, 33(S2): 201-204.
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