位移反分析方法在岩土工程中的应用越来越多。因工程的复杂性,位移反分析在隧道工程中的应用会遇到诸多问题。本文较系统地介绍了位移反分析方法研究的历史与现状,归纳了弹塑性问题的位移反分析理论及有限元实现,在此基础上,研究了考虑松动圈的位移反分析在隧道工程中的应用。 首先,阐述了在隧道开挖中应用位移反分析时考虑围岩松动圈的必要性,论述了在位移反分析方法中松动圈模型的实现,并介绍了常用的双介质模型。简介了探测围岩松动圈的一般方法。结合卵砾石地层的特点,说明了采用松动圈模型的重要性,以及在实际计算中如何确定围岩松动圈的大小。 其次,运用ANSYS软件建立隧道开挖的三维模型,考察各个方向的应力对位移的影响,说明在平面应变问题中作为基础信息输入的位移值应如何修正。介绍了反演正算方法,用以检验位移反分析的效果,应用于隧道信息化施工。提出了在隧道及地下工程中应用位移反分析的一般步骤。 最后,以在建的宁常高速公路茅山隧道工程为例,进行了位移反分析计算。计算中采用考虑围岩松动圈的双介质模型,反演松动圈的弹性模量。并利用反演得到的参数进行正分析,指导施工。