徐景超

摘要：近几年来随着经济的发展和社会的进步，我国多项工程都发展得风生水起。第一点，岩土力学的发展较快，它对岩土的各项相关工程都有很好的指导作用，学好这一门学科的理论知识也是进行岩土力学相关工程的基础。第二点，地下工程分析结构计算也很重要，它是各类工程都离不开的一门知识，对各种工程都起着关键作用。所以说，不管是岩土力学还是地下工程结构分析计算，都对建筑起着很大的影响作用。本文将揭示岩土力学与地下工程结构分析计算的重要性，并阐述其发展。

关键词：岩土力学；地下工程结构；分析计算

岩土力学研究方法一直在发展演变，地下工程结构分析也是一直起着很重要的作用。岩土力学目前还存在着一些问题，例如在参数估计、模型辨识和岩土工程预测等方面岩土力学以及岩土工程还存在着一些不足。这些问题会阻碍岩土力学与地下工程结构分析的进一步地发展。所以根据岩土力学一直以来的发展演变，研究岩土力学与地下工程结构分析计算等各方面的不足，这对岩土力学与地下工程结构分析的未来发展有着很大的作用。

一、岩土力学研究方法的演变

岩土力学的研究方法经过了很多演变和沿革，像最早的依赖经验进行研究，后来的依据固体力学理论和经典数学理论研究、有限单元研究法、隧道新奥法等研究方法。这些研究方法都是有各自的优点和不足，并且一直在发展进步。

1.依赖经验研究

早先研究岩土力学的主要任务是降低工程的各项费用和保证生产的安全，想要研究好岩土力学就要对地质进行各种勘探设计，但以前的科学技术还不够发达，有加上岩土具有复杂性的特点，所以对岩土力学的研究不到位，人们大多是依赖以往的研究经验对岩土力学进行研究。但经验具有很大的局限性，不是所有的地质力学情况都可根据经验来研究，想要研究地质力学，多半还是要靠科学依据。

2.依据固体力学理论和经典数学理论研究

依据固体力学理论和经典数学理论来研究地质力学已有很久的历史，但这一科学方法有时还是没有受到人们重视。可能是固体力学理论和经典数学理论的研究范围有限，只能对简单的边值问题进行解析计算，所以难以撼动经验的地位价值。

3.依据有限单元法研究

计算机的普及和发展使得有限单元法逐渐为人们所熟知并使用，后来大约到了20世纪70年代，有限单元法慢慢的便成了人们研究地质岩土的最常用的一种方法。但随着科学技术的继续发展，人们也逐渐发现了有限单元法的一些局限性，它无法解决理论分析的可靠性很低这一大问题，所以有限单元法逐渐失去了它之前的优势。

4.依据隧道新奥法施工方法进行研究

在19世纪的60年代，腊布西维兹提出了隧道新奥法这一施工方法。这一方法有很大的优点，它可以对工程进行现场监控并得到及时的反馈，从而将地质岩土的动态变化展示出来。这一研究方法具有很大的优点，也克服了先前那些研究方法的一些缺点，所以直到今天还有人在应用这一研究方法。

二、岩土力学与地下工程结构分析存在的逆问题

岩土力学存在逆问题，归根结底，它也是进行岩土力学分析的一种手段，而且是一种优化的手段。

1.参数估计

在1976的时候，岩土勘测研讨会在当时的约翰内斯堡举办，基尔斯坦在那时提出了关于参数辨识的相关理论。主要内容包括多方面的辨识，比如对岩土的强度参数的重要识别，再就是弹性的模量和泊松之间的比例等。之后，20世纪的70到80年代这种理论可以说是发展到了鼎盛的时代，有很多的经典文献出版，国内外许多相关人士也开始出没。例如国内的杨志法，还有杨林德发明了粘弹性问题的反分析法；国际上的知名人士有日本的新井和樱井，意大利的乔达和迈尔等。参数反演还存在一些问题，也还有许多工作要做，它在岩土力学中一直发挥着重要的作用，今后还将继续发挥更加广大的作用。

2.模型辨识

不管是上面提到的参数辨识，还是接下来要讲的模型辨识，都对岩土力学的发展起着很重要的作用，是岩土力学研究里面的两个很重要的方面。人们所说的系统模型辨识，它主要来源于自动控制中的多种模型，而且如今在各个领域之中都可以看到它的身影，像涉及控制这样的领域。近几十年来，人们一直把岩土体本身的力学行为看作是单一的一种介质，经常运用经典力学的方法去从正面分析它，后来随着人们对它的认识越来越深入，才发现弱面的岩土的结构面从事实上可以说是深刻影响了岩土力学的行为，只有这样人们之后思考问题才会更加全面细致。

3.岩土工程检测

一开始，为正分析提供所谓的“正确输入参数”是提出岩土力学分析问题的目的。岩土工程预测有利于获得良好的参数辨识和模型辨识。这预测包括两个方面：一是预测即将进行施工的各类工程，这时的预测要有前瞻性；二是对正在施工的过程进行预测，这时要注意进行的是动态预测。

三、岩土力学与地下工程结构分析计算的影响

岩土力学以及地下工程结构分析一直是受人们关注的热点，几十年来，对于岩土力学的研究一直在演变与沿革，研究方法也是不断地推陈出新，越来越精准，对解决地质问题更加有利。

1.岩土结构对地下工程建设的影响

稳固的岩土结构有利于增强地下工程建设的稳定性，施工人员在进行施工前首先要对岩土的结构进行全面的分析和探讨，这样更加有利于工程建设，也是工程建设的一种保障。

2.稳固的岩土结构有利于隧道施工的稳定性

隧道施工中经常会有断层，对断层的处理会对隧道施工的稳定性产生很大的影响，在具体施工前，施工人员也应对断层面进行全面综合地分析和考察，利用相关公式计算它的各项优势指标。例如时间优势指标、断层规模的优势指标、断层走向与隧道走向夹角的优势指标等各方面，这些都是需要工程师高度重视。

三、结束语

当下，各项工程都对我国社会的发展起着十分重要的作用，岩土力学与地下工程结构分析也不例外。过去几十年里，關于岩土力学的研究方法一直在演变发展，不断改进，使得现在的岩土力学研究这么成功。岩土力学与地下工程结构分析存在很多逆问题，像参数辨识、模型辨识、岩土工程检测等逆问题，这些问题也需要引起相关部门的高度重视。

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（作者单位：中铁四局集团第一工程有限公司）