随着我国经济建设的快速发展，各类岩土体工程项目不仅越来越多，而且将朝着更大、更深方向发展，因而对工程安全性的要求也越来越高，给研究带来了新的更高的要求。保证生产安全和降低工程费用是研究地质工程的主要任务。因此，在工程实践中，对稳定性评价计算的精度要求越来越高，而计算的精度一方面取决于所选模型的正确性，另一方面也取决于模型参数的准确性。同时，正确的力学参数也是优化设计、降低工程造价的重要条件。 对于岩土工程问题，由于岩土体材料的非均质、非线性、不连续性以及各种工程、施工等因素的影响，企图用解析方法进行求解几乎是不可能的。随着计算机技术在岩石力学和岩体工程中的应用和推广，岩土力学的数值理论和方法已日趋成熟，并在岩体工程中有不少成功应用。然而，数值方法虽有较合理的计算模型，但输入参数，诸如工程区域内岩体的初始地应力和相应的力学特性参数等都很难作合理的估值，无论由室内实验还是由现场原位试验确定的岩体力学参数都与实际岩体参数有较大偏差，甚至理论结果与实际结果背道而驰，加之岩体的非均质性以及节理、裂隙的影响，使得实验结果不具有代表性。用这样的参数作为计算输入参数进行数值分析，所得结果往往与实际情况有一定的误差，难以被工程实际所采用，且不同程度的阻碍了数值方法在岩土工程中的进一步推广应用。所以，岩土工程反分析正是在这样的条件下提出并得到迅速发展的原因主要在于工程实践的迫切需要。 实践证明，岩土工程反分析是解决工程问题的有效手段，尽管反分析方法在信息获取上存在“瓶颈”问题，但不失为一种成功有效的研究方法，他能够有效解决用解析法难以实现的问题，对岩土工程的实践和学科发展无疑起到了很大的推动作用。也逐渐成为岩土工程研究的新领域。 本文在系统总结了这一领域的最新研究成果和最新进展的基础上，对一些反演方法进行了对比分析并对一些新方法的可行性和实践性做了探讨，得到一些新的认识。本文所做的工作包括： （1）对岩土力学模型进行了总结、归纳，回顾和总结了模型参数的回归分析法，包括一元及多元线性和非线性回归分析。并对回归分析的结果进行相关性及其显著性检验。研究表明回归反演法可以作为模型参数的确定方法，且精度较高；反过来还可以通过相关系数检验回归分析结果的可靠性。特别在试验数据处理和分析简单的线性和非线性问题时有较高的效率。模型参数精确程度对问题的数值计算结果的准确性影响很大，特别在流变模型中，采用回归反分析法法确定模型参数，可以提高数值计算的精度。 （2）提出了指数隶属函数对岩土强度参数进行回归分析，采用简单迭代法求解非线性模糊回归方程组。实践表明用随机──模糊变量取代随机变量，用变量的随机──模糊数字特征和概率取代变量的随机数字特征和概型，用模糊破坏准则代替确定性破坏准则，用随机──模糊概率取代随机概率，就组成了与随机可靠度理论相对应的随机──模糊可靠度理论的基本内容。这种理论将模糊数学原理引入确定性分析，既充分考虑了岩土工程的客观属性，又满足了对工程稳定性定量评价的需要。模糊反分析法得到的强度参数的变异性比回归分析法得到的结果要低，说明模糊分析法更接近实际。而且模糊反分析法得到的结果与试验值的整合程度要比最小二乘法要高。 （3）运用模糊数学理论对岩土粘弹性和弹塑性本构模型进行识别并对模型参数进行反分析研究。提出了两种模型识别方法。主要内容包括：①对各个粘弹性本构模型转化为统一的线性描述形式，将模型识别问题转化为参数的识别问题，将隶属函数引入模型参数反分析的同归方程中，运用Newton法求解非线性方程组，得到模型参数。将模型参数代入回归方程采用模糊关联度分析法，基于实测结果对粘弹性本构模型进行识别。②岩土体是复杂的地 质体，其力学特性复杂，描述岩土变形的模型很多，弹塑性模型在岩土工程计算中应用广泛，提出的模型也较多，主要区别在于屈服准则不同。这对于不同的岩土材料，其弹塑性模型是不同的，在实际计算过程中，所选择的模型如果不准确，将可能导致计算结果与实测结果相差甚远，因此，模型的识别问题也必将成为数值分析的重要课题。本文通过将弹塑性本构模型的屈服函数转化为统一的形式，从而将模型识别问题转化为参数的辩识问题，采用神经网络模糊反分析法，避开了复杂的模型计算，建立了实测位移与岩土力学模型参数之间的关系模型，从而可以对弹塑性本构模型进行识别，进而求出对应的力学模型参数。③从模型识别和参数反演的结果来看，模糊反分析法的精度能够满足工程实践的要求，可以作为工程设计和施工的参考依据。 （4）在有限元分析中，不仅单元中存在模糊性，参数的确定也存在模糊性，而在数值模拟中，考虑参数的模糊特性进行参数选取有一定的困难。因此，只有通过反分析来确定模型参数，本文在有限元反分析中认识到既考虑到参数模糊性又考虑到单元网格的模糊性。不过反分析中，其计算过程比较复杂，数据处理的工作量大，特别是在采用迭代法求解控制方程时，计算量大，初值取值不当或收敛准则不当都将会造成迭代难以收敛。本文提出对模糊分析过程进行简化并要选择适当的优化计算方法。通过将反映模型参数和计算网格模糊特性的指数型隶属函数引入到优化方法的迭代方程中，也就是通过模糊优化方法对模型参数进行反分析。 （5）对于边坡工程，其计算范围大，介质具有不均匀性和各向异性，初始应力场复杂，开挖周期长，上述假定往往很难成立。多介质地表工程的反分析问题已逐步受到岩土工程界的重视。其开挖程序也必然比地下工程的开挖步骤复杂。诸如上述种种问题使边坡的反演变得更加复杂和更加困难。这或许正是有关边坡位移反分析的成果较少的重要原因。本文针对边坡的破坏类型及不同计算方法，对边坡工程的力学参数进行了反分析，提出了基于条分法的滑动面参数的模糊反分析方法；对部分边坡力学模型参数和区间反分析方法造成的多解性问题，提出针对边坡工程的正交设计反分析方法，建立边坡工程的位移-力学参数回归方程，得到了边坡力学参数的全局最优解；采用区间分析法，建立边坡临界状态下强度参数的关系函数，对两个滑动面在临界状态下安全系数随强度参数值的变化，得到滑动面的力学强度参数；由于滑动面的确定一般都是采用正演分析得出，正演分析在参数获得问题也存在着“瓶颈”问题。本文通过具体工程，采用弹塑性有限元正分析方法，采用不同的约束边界条件，找出各个约束条件下的边坡的塑性区，即为边坡的潜在滑动面。该方法计算简便，只要一次性调用正演程序，困难在于岩土材料的力学模型参数难于确定，因此，可采用以上反分析方法先确定力学参数，提供给正演分析程序。 （6）通过新提出的方法对苏通大桥地基土层中的敏感层弹塑性力学模型参数进行了反演分析，计算结果精确度较高，其误差能够满足工程实践的需要。