文章编号：位移反分析的国内外研究进展李东明(环境与土木工程学院地质工程专业，2014050195）摘要：岩土工程领域的反分析方法在我国现今的建筑土木研究过程中起着越来越重要的作用，位移反分析作为岩土工程反分析实用性较强的一种方法，其作用更为关键。本文针对位移反分析方法，先简述岩土工程位移反分析方法的概念及发展历史，而后从位移解析解、位移反分析的唯一性、位移测量点的优化布置、本构模型、数值计算方法、优化方法这六个方面综合地考察近四十年位移反分析方法的研究内容，最后整理出位移反分析从传统方法向智能优化方法发展以及从确定性方法向随机不确定性方法发展的两大趋势。关键词：位移反分析；岩土工程；研究进展1位移反分析的概念所谓岩土工程反分析法,即以现场量测到的、反映系统力学行为的某些物理信息量（如位移、应变、应力或荷载等）为基础,通过反演模型(系统的物理性质模型及数学描述)推算得到该系统的各项或某些初始参数(如初始应力、本构模型参数等)的方法。其目的是建立接近现场实测结果的理论预测模型,能较正确地反映或预测岩土结构的某些力学行为。根据现场量测到的不同信息,岩土工程反分析可以分为应力反分析法、位移反分析法及应力与位移的混合反分析法。所谓岩土工程位移反分析，即以现场测量到的位移为基础，通过数学物理反分析模型，得到岩土介质的本构模型及等效力学参数（如初始地应力、变形参数、强度参数等）的方法。其最终目的是建立一个输出位移更接近现场实测位移的理论模型，以便较正确地反映或预测岩土结构的某些力学行为。岩土工程中出现的这种反分析方法是与生产实践中提出的具体要求息息相关，其产生具有悠久且特定的时代背景，主要包括数值的分析方式在岩土工程施工领域中的普遍性应用等。反分析计算的主要发展是从20世纪70年代开始发展起来的，共经历了四十多年的具体发展，主要分析模型也经历了从线性到非线性的具体发展，许多目标的未知数也日渐从单纯的计算参数发展向岩土体的本构模型演变[1]2岩土工程反分析方法的主要发展历史20世纪70年代开始，人们日益注重从现场测量的基本信息量向其它各类计算参数方向的研究演变，也就是我们现在常说的岩土工程的反分析方法，直到现在，在历经了三十多年的长期发展之后，也在国内外若干学者们的不懈努力之下，这种岩土工程的反分析方法理论也得到了相对长足的发展以及应用。简单来说，主要包括3个基本发展阶段。第一个阶段主要是指从20世纪的70年代初到20世纪80年代初期，这一个时期也常常被称为岩土工程反分析方法的初级阶段，这个阶段的研究主要包括反分析理论的系统性研究以及计算方法的基本确立，还包括对于线性问题的逆反分析方式，在水电的工程中也有一定的应用。第二个阶段是指20世纪80年代的初期到20世纪90年代初期这段时间，这段时间也被称为反分析的发展阶段，这一阶段中我们采用了不同的本构关系、不同的计算方法对其进行全方位的研究，并且综合考虑到了现场已有的实测条件，对这一反分析方法的实际应用性也进行了深入的探讨，在这一阶段中呈现出来的这些特征十分有利于大规模实行工程建设。第三个阶段是指从20世纪90年代到现在，在这个阶段中，岩土工程反分析方法针对岩土体中具体模型的辨识问题，综合考虑了岩土其本身具有的随机性中的非确定性不断发展的势头，将系统论、信息论等位移反分析方式进行深入研究，还认真思考了在施工的过程中存在的仿真反分析方式以及动态方面的施工反分析技术研究，这样的相对成熟的反分析方式在网络以及遗传性算法中都得到了相对广泛的应用[2]。3位移反分析方法研究内容综述岩土工程位移反分析涉及的研究内容非常广泛，下面就从位移解析解、位移反分析的唯一性、位移测量点的优化布置、本构模型、数值计算方法、优化方法这六个方面对其进行综合地考察。3.1位移解析解1898年，Kirsch[3]最早发表了弹性平板中圆孔周围的二维应力分布解，Jaeger和Cook（1969）[4]对Kirsch方程进行了详细的推导。此后，Poulos和Davi（s1974）[5]、Pender（1980）[6]、Carter（1982）[7]和Verruijt（1999）[8]分别在不同的边界条件下给出了圆形巷道的位移解析解...