各种数据分析方法在岩土工程中的运用比较
各种数据分析方法在岩土工程中的运用比较
1 边界元法在岩土工程中的应用
1 ．1 边界元法的基本原理
边界元法，顾名思义，就是只在边界上剖分单元，把边界分方程转变为线性代数方程，从而得
出各边界单元处特定的边界值，然后再利用把边界值同域内数值联系起来的解析公式，这样就
可以将计算区域内的任何一点的函数值求算出来。
按照边界元法的求算途径可分为两种类型: 直接法和间接法，前者利用具有明确物理意义的变
量来建立边界积分方程; 后者却是利用不很明确的变量，一般，边界被加上了虚拟力和虚拟位
移，这种虚拟力和虚拟位移是按照一定规律分布的，作为基本未知数，建立离散化的方程，待
求出这些变量后再计算边界域内的位移和应力。
1 ．2 边界元法在岩土工程中的应用
在深基坑工程支护方式中，土钉墙越来越多得应用于工程中。一般方法中，人们将主动区视为
刚形体，用安全系数数值的大小来判断土钉墙的安全可靠性。在实际的工作中，土钉墙主动区
并非刚性体，它会随着开挖深度等因素的不同而发生大小不同的变形，所以，极限平衡法的应
用有一定的局限性。另外，有限元法也有应用在分析土钉墙稳定性的案例，用位移或应力值的
大小来反映它的受力机制和状况。虽然，在一定程度上，与极限平衡法相比，有限元法要相对
合理一些，但是它和在工程中广为应用的安全系数直接联系起来较为困难，加上在计算过程中
所需土体参数常规实验不易确定等因素，在工程中的应用也受到了一定程度的限制。通过分析
深基坑工程中土钉墙力学性状和对实际应用的分析，对提出的拥有土钉墙安全系数意义上的弹
塑性边界元法的合理性给予了合理性证明。工程实践证明，边界元法是较为理想的数值分析方
法。
2 非线性数值分析在岩土工程中的应用
下面本文将以 FLAC 为例对有限元非线性分析法在岩土工程中的应用进行简要分析。
2 ．1 FLAC 的基本原理
FLAC，即快速拉格郎日差分分析，是力学计算的数值分析方法之一，主要应用于岩体力学中
分析计算一般岩石的应力和应变。它的基本原理类似于离散元的机构，但它使用于多种材料模
式与边界条件的非规则区域的连续问题求解。在求解过程中，不需要求解大型刚度方程组。相
比于以往的差分分析方法，FLAC 可以对连续介质进行大变形分析，另外，还可以模拟岩石沿
某一软弱面产生的滑动变形。
2 ．2 非线性数值分析在岩土工程中的具体应用
从非线性数值分析方法来说，仅从蠕滑体的位移变形来看，相比较于天然状态下而言，蠕滑体
的变形位移在有雨的情况下其位移要大很多，这也进一步说明，水是边坡稳定性的重要影响因
素。如果可以结合边坡位移变形的检测成果进行分析，就能够有效地将计算分析成果用于指导
矿山的实际生产，对边坡动态稳定性进行预测和预报。
3 粒子群算法在岩土工程中的应用
先前使用的常规粒子群算法具有一定的局限性，一方面容易出现早熟收敛，另一方面，后期收
敛速度较慢，因此，一些工作人员对标准粒子群算法进行了一定的改进，以期得到更为精确的
结果。
摘要：
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各种数据分析方法在岩土工程中的运用比较1边界元法在岩土工程中的应用1．1边界元法的基本原理边界元法，顾名思义，就是只在边界上剖分单元，把边界分方程转变为线性代数方程，从而得出各边界单元处特定的边界值，然后再利用把边界值同域内数值联系起来的解析公式，这样就可以将计算区域内的任何一点的函数值求算出来。按照边界元法的求算途径可分为两种类型:直接法和间接法，前者利用具有明确物理意义的变量来建立边界积分方程;后者却是利用不很明确的变量，一般，边界被加上了虚拟力和虚拟位移，这种虚拟力和虚拟位移是按照一定规律分布的，作为基本未知数，建立离散化的方程，待求出这些变量后再计算边界域内的位移和应力。1．2边界元法...
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