岩土工程安全监测与分析(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上岩土工程安全监测与反分析主要内容1 安全监测的重要性2 安全监测原理3 安全监测技术4 监测数据分析方法 1 安全监测的必要性 为了在地质体中成功地设计和施工一个重要的地质工程，根据系统论观点，可把岩土体看做开放的、动态变化着的复杂巨系统。对于这种系统，按照综合集成方法(MateSynthetic Engineering)的思路进行处理，即采用理论分析、专家群体经验和监测信息反馈相结合的方法进行可变更设计和信息化施工。毫无疑问，在这种设计思想中，监测是不可缺少的。另外，为保证工程的安全运行，也离不开长期监侧。一般而言，监测通常应达到修改设计、指导施工、验证设计和计算方

2、法、作专题性研究以及运行监督等五个目的。重要的是，应当把测试数据在现场作为信息来处理。按照这一观点，所谓监测是指在现场对原型进行的、以获取可以反映岩土工程在不同条件下所处的状态和发展趋势的有关信息的量测。实际上，岩土体对人为的或自然所加的影响(包括开挖、加固和某些自然现象所带来的后果等)所表现出的各种反应(如开裂、位移、应变和应力的变化等)，都是可以量测的信息。通过对这些信息进行的分析处理，可以预测工程师们最为关心的、有关岩土体目前所处的状态和可能的变化趋势，应该采取何种工程措施。沿着这条途径。就有可能保证系统按预定目标实现最优设计和施工。 根据测到的信息，反估某些表征岩土体的力学特征的参数和

3、地应力分量的所谓反分析法，显然也是可变更设计和信息设计的一个重要组成部分，因为其结果通常也可直接用于设计。同时，它还可从监测数据中提取更多的有用资料，例如据此可对有关力学参数和地应力分量等作出较好的估计。由此可见，位移反分析法实际上是对传统的岩石力学试验方法的一个突破。 岩土体在条件改变时所处的状态、可能产生的位移、应力和破坏进行预测是十分重要的。作出的危险预测将引起人们的重视，可为修改设计、防治方案的制定和实施赢得宝贵时间，使工程化险为夷；反之，所做的稳定预测则有可能帮助工程师们下决心削减原设计的支护强度，为工程节约处理经费和缩短工期。 预测与监测相反分析之间存在着重要关系。如果采用力学分析

4、方法进行预测，其精度往往取决于所用参数的精度。这当然也可借助于反分析法来预先确定参数。但反分析法也离不开有关信息的取得。如果采用数理统计方法进行预测，则现场量取各种信息就更加重要了。 总之，互相关联的安全监测、反分析和预测等三个方面，对于岩土工程设计和施工来说，不仅具有重要的理论意义，而且也具有不可低估的实用价值。2 安全监测原理 监测系统方案必须根据工程要求、地质条件和监测技术条件等实际情况制定。具体问题具体分析是监测系统建立的总原则。 (1)可靠性原则 监测系统必须可靠，这是最基本的要求。整个监测系统的可靠性将取决于所组成的各仪器(包括测点)的可靠性、监测网的布置、设计上的统筹安排、施工上

5、的配合，以及仪器与测点的保护和维修等方面。 (2)多层次监测原则 具体有三层意思：第一，在被监测对象的选择上以位移为主并辅以其他项目(如声发射、开裂、地下水流量、钢筋应力等)。一般地说，测自现场的位移值比较直观、可靠。另外，有关位移的量测系统还具有建立较易、经费较省等优点。许多研究者主张，在各个施工阶段都可以以各种位移实测值作为评价岩土体稳定性和修改设计、指导施工的客观标准。这也很容易理解为什么新奥法如此强调位移量测。有些有关喷锚结构作用机理的研究甚至把实测位移评价提到设计原则的高度。第二，在仪器选型上，一般要求多种仪器互相配合、互相补充。这里包括内观与外观的结合，机测与电测结合等。第三，在测

6、点布置上，一般应考虑以下三个问题：首先，充分利用各种有利的工程条件布置测点。例如大型地下工程监测可利用先开挖的排水洞的位移。其次，必要时可考虑地表和地下测点形成三维空间监测网。再次，还应考虑重点和般兼顾，以保证测点的 一定覆盖面。 (3)优先监测关键部位的原则 这是根据按突破观点进行喷锚设计的一个重要设计原则优先处理突破口原则而提出来的。一般而言，通过工程条件和地质薄弱区(如断层、风化带和不稳定块体)等的预分析就可初步确定这些重点监测区。但必要时，还可再借助于力学分析手段作进一步分析。 (4)分期监测原则 对于重大工程和重要部位，一般应考虑分期监测原则，即根据不同设计阶段对监侧提出的不同要求和

7、可能提供的不同条件，将其分为前期监测、施工期监测和竣工后的长期监测等阶段。对于一般工程和一般地段，通常仅考虑施工期监测： (5)方便实用原则 一般而言，监测所选的方法和技术应以简单、实用和方便(包括安装方便、测读方便、维修方便和分析方便等方面)为宜。 (6)高效原则 要求测读及时和信息反馈(到主管工程师处)及时，以便对各种情况作出及时反应，取得较大效果。显然，监测信息的科学管理是十分重要的，尽量作到实时监测。 (7)无干扰和少干扰的原则 监测与施工之间往往存在着干扰，而且这种互相干扰也往往难以处理。对于大型、巨型地下工程或高陡边坡来说，按照无干扰和少干扰原则来设计监测系统是很重要的。据此，应尽

8、量利用先挖的地质探洞和排水洞等布置仪器，使干扰降低到最小程度。 (8)地质信息并重原则 重视监测信息，也强调详细搜集开挖中新揭露出来的地质现象并迅速反馈到主管地质师和主管工程师处，为可变更设计和信息化施工服务。 (9)济合理原则 监测系统在选择仪器时应从功能出发，而不应过多地考虑形式。以最小的代价换取最大的效果，这是应当遵循的经济合理原则。 总之，无论是地下工程、边坡工程，还是矿井工程、大坝工程和地基工程，在建立监测系统时应当全面考虑上述这9条设计原则。3 安全监测技术岩土工程在其施工期间，由于工程条件会引起各种物理量的变化。在其服务期限内会经受周围环境变化的作用，并根据环境的变化作出不同性质

9、的反应。在观测工程的性态时，各种物理量的取得取决于：原因或环境参量，即成因量，由于它们的变化而引起建筑物性态的变化；效应参量(结果参量)即效应量，建筑物对原因参量变化而产生的反应。按照监测目的不同又可分为工程性态观测量和科研工作观测量。原因参量和效应参量随时间而不断地变化。为评估与建筑物的反应模式有关的相关关系，必须对这些变化进行测量。由于这种测量要在建筑物寿命期限内系统重复地进行很多次，唯一实用的解决办法是配备专用于监视的永久性监测系统。因此，建立一个有效的监测系统，必须选好观测物理量。一般的安全监测物理量如表所示。在被监测物理量的选择上以位移为主并辅以其他监测项目。这里介绍最主要的位移量测

10、技术，并对常遇到的地下工程、边坡工程、坝基工程等三类主要岩土工程分别讨论。31 地下工程位移量测技术和监测方法 针对大型地下洞室监测、隧道安全监测、水工隧洞安全监测、城市地铁监测及工业与民用建筑的监测。在技术上主要分五类：收敛量测、钻孔伸长量测、倾斜量测、裂缝量测以及采用经纬仪和水准仪等光学仪器测试等。 (1)收敛量测 收敛量测是借助收敛计量测两个分别埋设于岩面或支护壁面上的测点之间的、沿着它们连线方向变化的相对位移。其优点是消耗材料较少(仅用于测点)和测读方便。 从两测点的连结方式上看，收敛计又可分为带式、丝式和杆式等三种。带式收敛计常具有一组定位孔的钢卷尺连结两测点。其中美国产的Tape

11、Extenxometer和国产的QJ-85型球铰式坑道周边收敛计较为常用。丝式收敛计常用以钢丝连结两测点，其精度通常高于带式的。瑞士产的Distometer ISETH是该类仪器的代表。这类仪器的不足在于钢丝的基距难以调节。所以每对测点都需备一钢丝，从而提高了成本。杆式收敛计又可分为测杆和垂向杆式收敛计两类。前者精度较低，常用于矿山；后者(可以以中国科学院地质研究所研制的HBl型悬挂式垂向杆式收敛计为代表)主要用于量测各类地下工程的顶、底板间的相对位移。由于它不存在挠度问题，故其精度远高于测杆。此外，它还可较好地解决洞高在56m之内的测读登高问题。 (2)钻孔伸长量测（多点位移测量） 这也是取

12、得指导设计的信息的重要手段之一。所谓钻孔伸长量测指利用伸长计对沿钻孔埋设的各测点间的相对位移所做的测试。伸长计在原理上有机测式(如利用百分表等作为测读部件)和电测式(如电感和电阻等原理)等两类；在测点埋设上，可采用粘结剂(包括砂浆和环氧等)、涨壳式固定器(包括机械涨壳头和压缩木)等方法；在测点连结方式上又可分为串联和并联两种，并以杆或丝相连结；在安装方法上则分固定式和携带式；而在测读方法上又分接触式、有线遥测和无 线遥测等。显然，各种原理和各种方式的不同组合构成了种类很多的伸长计。限于篇幅，这里仅介绍构思独特的S1idng Micrometer。它利用等距埋设于垂直钻孔中的圆锥面卡头，把两端特

13、制成球面形的仪器逐段推入和逐段测读(当两球面借助于人工拉力与卡头的圆锥面压紧时，就可从电感元件测得钻孔轴向长度的变化)。其优点是一个钻孔可布置十几个乃至几十个等距分布的测点。 (3)倾斜量测所谓倾斜量测，系指采用倾斜仪量测两点之间的相对倾斜量。一般而言，倾斜是指垂直于两点(包括同一测点的两个测座)连线的这两点的相对位移，当然也可用倾角表示。可以用于地下工程监测的倾斜仪种类很多，这里仅介绍其中有代表性的几种。l 溢流式水管倾斜仪。中国科学院地质研究所研制的专利产品FOI型溢流式水管倾斜仪，是采用溢流方法控制水面，蒸发和温度等问题也随之解决。其特点是精度高(测读误差一般低于006mm)且价格低。该

14、仪器主要用来量测测点相对于不同点的下沉量。必要时也可配上自动加水和望远镜测读等附近装置，以便在塌方处理中实现遥测。如经特殊设计，还可以通过专门挂钩来量测拱顶相对于斜后方边墙体一相对不动点的下沉量。l S1iding lnclinoMicrometer。这种由瑞士ISETH研制的仪器比较昂贵。实际上它是图241所示的SIiding Micrometer的一种发展：把高精度电子摆元件装入后者，以量测垂直向钻孔的轴向伸长变形和两个互相垂直的方位上的倾斜量。这种仪器可以帮助工程师们确定钻孔位移后各测点的空间位置。l CX钻孔倾斜仪 北京三院研制生产，具有类似上述仪器功能的美国产的Sinco钻孔倾斜仪，

15、在我国较为常用。量测时可将它的滑轮滑人埋入垂直向钻孔中的特制套管的滑槽中，每隔半米测读一次。且可在两个相互垂直的方位上各测一遍。预先在待开挖的洞体的一侧钻一垂直向钻孔并埋入特制套管，就可以用这一类仪器监测水平向的开挖位移。体的一侧钻一垂直向钻孔并埋入特制套管，就可以用这一类仪器监测水平向的开挖位移。l Extenso-Deflectometer。这种由瑞士研制的仪器主要用于伏角较小的钻孔中，所以它实际上是一种挠度计。另外也有人利用应变片测读套管各处应变来制造挠度计。图243的b和c是挠度计的两种典型用法。 (4)裂缝量测 所谓裂缝量测系指利用测缝计对裂缝两侧的相对位移进行的量测。事实上，侧缝计

16、也可用于尚未产生明显裂缝的地段的相对位移监测。仪器可以是携带式的，也可以是固定式的。值得指出，对于可能失稳的部位可以采用带报警装置的固定式的测缝计进行监测。德国产的Fissurameter和中国科学院地质研究所的专利产品DB1型机械式测距计为代表。32边坡工程位移量测技术和监测方法 从人工边坡和自然边坡监测角度看，各重要部位的位移监测、气象预测和地下水位量测等都很重要。仅讨论位移监测问题。 边坡位移监测手段与地下工程的基本相同。例如上述收敛计、钻孔伸长计和钻孔倾斜仪等都可用于边坡监测。但因边坡规模一般远大于地下工程尺寸，故前者比后者更多地使用经纬仪、水准仪、激光测距仪、无线遥测装置、电子经纬仪

17、等仪器。 (1)收敛计 收敛计主要量侧边坡表面上两点距离的变化。从这一点看把收敛计称之为测距仪似乎更为合适。用钢卷尺丈量各测点间距也可纳入这类监测。收敛计及其量测具有监测经费省且安装和测读都较简便等优点，但精度较差。所以当岩性较差，开控变形较大时，适合采用这类仪器。另外，在实际操作中应考虑温度和风化的影响。图 为收敛计在边坡监测中的一般方法。 (2)钻孔伸长计 钻孔伸长计一般用于监测某一可能滑动体和边坡岩体内部的变形与开裂。图24-4b为用它进行边坡监测的一般方法：图245为用中国科学院地质研究所研制的ME2型伸长计测到的变形曲线。它在保证该边坡顺利通过开挖施工期起到重要作用 (3)钻孔倾斜仪

18、 上述的S1idinglnclino-Micrometer和Sinco钻孔倾斜仪都可用于确定滑动面的位置及其滑动量，从而达到稳定性预测和评价的目的。这类倾斜仪在边坡监测中用途很广。图244c为钻孔倾斜仪的一般用法。图246则为用sinco钻孔倾斜仪在另一边坡测的线。它清楚地表明在深度约13m处已形成一滑动面。由此可见，钻孔倾斜仪在边坡监测中是很有效的。当滑动面较陡时，宜采用水平钻孔倾斜仪进行监测。 (4)光学仪器 由于边坡范围通常较大，故经纬仪(包括电子经纬仪)、水准仪、激光测距仪、全站仪等光学仪器在边坡监测中很受重视。 图247是借助于经纬仪等仪器测到的金川露天矿边坡某滑动区的变形资料。该例

19、表明。从1975年3月至7月期间滑动区南侧的岩体位移方向为N81。E，西侧则为N65。E。这和岩体中两条断裂组合交线倾向基本上一致。由此可证明，滑动是受断裂控制的。 (5)GPS GPS能使我们得以利用卫星进行绝对位移监测。由于边坡范围很大，所以采用这种监测速度快、测值可靠的高精度GPS进行边坡监测是值得重视的。 此外，ISETH的Levelmeter和作者研制的Qxy1型携带式T字型倾斜仪也可方便地监测滑坡地表的倾斜量。作视准观测的激光装置也能有效地对边坡进行位移监测。 33 坝基位移量测技术和监测方法 监测对坝的重要性可以从安徽省梅山水库的例子得到充分的证明。1962年11月6 日至8日，

20、坝上垂线坐标仪反映出连拱坝的一个支墩三天向左倾斜了572mm，向下游挠度增加了94mm。还发现右岸坝基严重渗水。根据监测资料，人们及时地采取了有效的应急措施避免了重大事故。 由于坝工的复杂性和事故后果的严重性，故工程师特别重视坝和坝基的安全监测。观测项目很多，有位移、扬压力、渗漏量、水位和水质、大坝混凝土和钢筋的应变和应力、淤积和冲刷以及地震等。这里仅对坝和坝基位移的常用观测方法略作介绍。 (1)水平位移监测方法 ： 最常用的水平位移监测方法有视准线法、交会法、垂线法和引张线法等。视准线法是通过安装于一岸基墩上的精密经纬仪或激光仪量测各观测点对建立于坝顶的视准线的偏离值，当测点处活动站标装有测

21、微装置时精度可达00lmm；交会法是通过安装于观测墩上的经纬仪向坝上各测点进行交会而定出各点坐标和位移量；垂线法又分为正垂线法和倒垂线法两种(前者将悬吊垂球的金属丝固定在坝上，后者利用液体浮力将锚在坝基深部的金属丝拉成铅垂线)，各标尺的读数可定出坝各相应高度的水平位移；引张线法先把一根不锈钢丝拉成直线，再量测各测点偏离该线的水平位移，丹江口和丰满等坝都成功地用该法进行监测。 (2)垂直位移监测方法 坝和水库水的重量引起的坝基垂直位移的观测十分重要。常用方法是定期作精密水准测量。此外，还可用各种倾斜仪监测其相对沉降量。 (3)倾斜监测方法 倾斜仪种类很多，如前面提到的溢流式水管倾斜仪和Level

22、meter等。可布置测点逐点量测。另外，电测的水管倾斜仪具有更高的精度。34 监测系统的建立监测系统方案必须根据上述各项原则，结合工程特点、地质条件和技术条件等制定。方案可允许按类比法拟定，但必须具体问题具体分析。应当注意，不同施工阶段对监测系统的要求不同。例如一般可分为前期监测、开挖施工期监测和竣工后的长期监测等。显然这些监测无论在基本要求上还是在具体技术上，或者在数量上都应当有所区别。好的监测方案是建立一个高效而经济的监测系统的基础。它不仅可以帮助工程师抓住问题的实质、提高系统的可靠性，而且可以节约大量监测经费。而就具体工程，好方案是在彻底研究和消化工程意图、地质条件和监测技术条件的基础上

23、才能形成。监测系统决不等同于仪器的堆积，这是监测系统设计者所必须记取的经验。最后，还应指出，在边坡工程和大型地下工程监测要特别注意利用原有的地质探洞、试验洞等布置仪器(包括各种测缝计、倾斜仪等)。4 安全监测分析方法反分析原理及其应用41 位移反分析中应注意的几个问题 (1)利用已有的试验成果和规律，忽略次要因素，抓主要矛盾，以尽量压缩待分析参数。例如一般选对地下工程稳定性影响很大，但又难以用其他方法很快确定的、垂直于洞轴的水平地应力分量作为主要待分析参数。 (2)正确选择描述岩土体的本构方程。在基本符合实际情况的基础上，力学模型越简单越好。弹性模型一般应当首先考虑。 (3)认真选择现场量测和

24、分析的技术和方法，并尽量做到结果可靠、操作简便和价格便宜，以便取得足够多的数据，在统计上说明问题。 (4)应特别注意解的惟一性。 42 平面应变问题的弹性位移反分析 具体分为单值、双值和多值等三种反分析。 (1)单值反分析的待分析参数只有一个，如岩体弹性模量E或水平地应力P。根据位移与互成反比这一规律可反演均质岩体的E值；利用位移与P之间关系则可反分析P值。 (2)典型双值反分析是分析均质岩体弹模E和垂直洞轴的水平地应力P(图248)。先凭经验假定EE和PP，再根据水平向的和垂直向的计算位移和相应实测值之比调整P，得P”、P，.，直至总体位移计算值相对于实测值的误差小于某指定值为止。YPE程序

25、是作者编制的专门程序。 (3)多值反分析。 种类很多。这里仅介绍以地应力分量为对象的力法。弹性条件下，逐一考虑待分析的力对各测点位移分量的贡献，而实测位移则是各力对某点某分量的贡献之和。解据此得到的方程组即可得各力。力法也可用于非均质岩体。 43 弹性条件下地质探洞的三维有限元图谱位移反分析(TBA法)主要用于掌子面开挖位移反分析的三维反分析法，其原理与上述平面问题的相同。但与后者相比具有下列优点：首先，因掌子面岩体不易破坏，故与弹性假定更接近；其次，不需要预埋仪器(预埋钻孔昂贵)，降低了对量测系统的要求。另外，也不需要满足平面问题中必须满足的平面应变条件。图249给出了最简单的三维反分析模型

26、。利用三维有限元图谱可以大幅度加快三维反演速度。图2410为这种反分析在河南南湾水库新泄水洞应用的实例。结果，反分析所得的平均弹性模量(E2.03103MPa)，与同一地点做的压板试验的结果(5.01031.5103MPa)基本上一致。44 弹塑性条件下平面应变问题位移反分析 弹塑性问题反分析的实用价值通常远低于弹性问题反演。但也拟举一算例说明其一般方法。图2411给出一埋深100m、洞径5m圆洞的弹塑性单值反分析问题。拟用0618法分析垂直洞轴的水平地应力分量P。为验证该法，先假设Pl. 45MPa作为“真值”，并将由此计算得的值作为“实测位移”。当然，这里不存在量测误差。现拟由“实测值”反

27、推P。如图2412所示，先按弹性理论和经验假定侧压力系数的优选范围，从a0.43，到 b1.5；再以计算值与“实测值”的差的平方和来评价0.618点(1)与0.382(2)的好坏，得 2为好点；接着，留下a至1这一段作为新区重新优选。最后得40.59，也即P1.475MPa作为P的反分析结果(相对误差仅2)o搜索的各值与“实测值”之间的相对误差说明优选效率很高(图24-12)。当然，除了0.6.18法外，还可采用单纯形法等优化方法。另外，对于弹塑性反分析，还应特别注意惟一性问题。一般而言，应尽量减少待分析参数的个数，以提高反演精度缩减分析工作量。45 粘弹性问题的位移反分析 开挖符合马克斯威尔

28、体、克尔文体和汤姆逊体的岩体中的圆洞进行位移反分析，并编制了有关程序。为实际应用需要，该文同时给出了适合于常用的收敛计和伸长计量测方法的公式。但这里仅介绍用伸长计量测时马克斯威尔体的位移反分析法和例子。 在求伸长计(径向布置)开挖位移测值的弹性解后，通过拉氏变换，可以得到：式中，a为半径；为粘滞系数；E为弹性模量；rE；为体积弹模；为铅直地应力分量；为侧压力系数；为钻孔与水平面夹角；ab，而b为伸长计内锚固点到圆心距离；t为时间。 考虑到平面应变条件下实测的困难，故扣去瞬时弹性位移仅分析蠕变部分。为验证 程序可行性，特举一例于图24-13中。直径3.6m的圆洞，埋深250m。粘滞系数1016P

29、as，容重253tm-3。先设“真值”：弹模E9102MPa，侧压力系数0.7，并令由“真值”计算的测点开挖位移为“实测位移”(表241)。现拟由“实测值”来反估“真值”E和。分析结果(表24-2)表明，反分析得的E和与“真值”十分接近。46 快速的图谱位移反分析和图解法位移反分析 因岩体的地质条件和地形条件十分复杂，故最好以统计观点评价各参数测值，这就要求量测和分析的数据的数量有足够多。为此，反分析法应尽量简单、可靠、快速、经济。另外，从推广角度看这些要求也是必要的。据研究，对于可以作均质和弹性假定的地质体，是有可能达到这一目的的。理论研究和实际应用表明，本节介绍的平面应变和三维问题的图谱位

30、移反分析和图解法位移反分析，以及它们的联合方法，具有简单、可靠、快速和经济等优点。461 图谱位移反分析法 为了适应现场决速分析的需要，提出了图谱位移反分析法。在弹性均质条件下，有限元图谱借助于问题标准化和叠加原理，把反演中需CPU时间最多的有关理论位移的计算部分分块形成。它既可取表格方式，也可用存于磁盘中。当反演需要计算理论位移时，把涉及到的各个图谱值查(调)出，并通过极简单的四则运算即可得到。对于利用掌子面进行三维问题反分析来说，其快速经济等优点更为突出。462 图解法位移反分析 图解法的分析对象与上述E、P双值反分析法的反演对象相同。其原理如下：当介质的弹性模量E一定时，某点的一个位移分

31、量参与垂直于洞轴的水平地应力分量P之间将成直线关系。在图解法中将可作为一条直线。但当E值为未知时，在以为横轴、P为纵轴的图中就可作出一束直线(称为变弹模直线图)。这显然是多解的，即过多轴上的实测位移值作与纵轴的平行线(称为位移线)，交这束直线于一系列点，而每一交点都表示一组有关E和P的解。因此，必须再借助于另一测点的一个位移分量及其相应变弹模直线图。考虑到它们处于同一介质和同一应力场中，E和P只能有一组解。所以，如将它们的横坐标轴都置于一根水平线上，则可从两图的位移线与直线束的各个交点中各选E和P都相同的点连成直线。显然，仅当某一连线以允许的误差接近水平时，该线所代表的E和P值即为所求的解。由

32、于这种反分析方法不需要计算机，故适合于现场直接使用。463 图谱位移反分析与图解法位移反分析的联用 两者联用，具有两者优点之和。只要具备有关图谱表格，就可在没有计算机的条件下直接在现场进行快速的位移反分析。该法在“引大入秦”工程、南湾水库、军都山铁路隧道和“穿黄”等工程中的成功应用，说明它完全可行。47 监测数据分析和工程预测研究 根据本章开头提到的EGMS法原理，设计和施工方面应对及时反馈的信息作快速分析、对当前岩土体的稳定状态及其发展趋势作出快速判断、以此为基础迅速修改设计和制定新的处理措施，并尽快实施。当状态危急时, 这种可变更设计思想，有可能因其及时反馈的信息、准确和快速的分析判断而争

33、取到宝贵的工程处理时间，使岩土体的变形破坏得到控制并转向稳定；当变形平稳且认为安全储备足够时，就可削减部分加固措施，以节约工程经费。由此可见，不仅信息的及时监测和及时反馈十分重要，而且如何对反馈回来的信息进行快速分析也十分重要。一般而言，力学分析法、统计分析法和经验判断法都可以用于信息的快速分析。471 力学分析法 力学分析法的种类很多。但都需在具备确定的力学模型、边界条件和各种参数的条件下才能进行力学分析。一般认为，除条件简单的块体滑动问题可以用极限平衡方法解决外，一般均需进行数值法。而数值法的计算工作量较大，所假定的条件也难以满足，特别是在变形破坏较大时，数值法更感困难。这就是为什么单纯力

34、学分析难以满足岩土工程设计的要求。但另一方面，力学分析法毕竟是一种重要的分析手段，其中不少手段可用于反馈回来的监测信息的快速分析。例如，成功地用于某一重要工程的反演正算综合预测法，值得一试。其思路如下：根据在第一开挖施工段开挖后测到的开挖位移，对主要力学参数进行反分析，再将反演结果代入进行正算，以预测下一段开挖引起的位移。若预测值与以后测的实测值的差超过允许值，则对第二段的测值进行反演，并对第三段开挖位移作正算预测，直到某一段的预测值与相应的实测值接近到可接受的程度，才认为反演所得的参数已比较符合实际情况。于是，它们可用于不同开挖和加固的条件下的正演，用以预测各处的应力、位移和破坏。显然，据这

35、些预测，设计和施工方面可作出相应的合理措施，或者应急加固，或者削减部分加固措施，或者不增不减。 反演正算综合预测法对于均质的、范围较小的地下工程和井工程来说，己较成熟。但对于岩性、构造复杂的岩土工程，特别是范围较大的边坡工程，还需进一步研究。472 数理统计分析法 由于这类方法比力学分析法简单，故它们不仅适用于各类复杂岩土工程的反馈信息的快速分析，而且也可用于紧急情况。实际应用经验表明，其中的时间序列、灰色系统和曲线拟合法等的应用效果都比较好。另外，由于这类方法允许单点分析，故可对安装于可能破坏区和变形敏感区的测点所测的数据作重点分析。所以，数理统计分析法将是对及时反馈的各种监测信息进行快速分

36、析和预测的有力手段。 473经验判断法 专家群体的经验和该工程本身总结出来的经验教训等，都是设计和施工工程师们得以对岩土工程所处的状态作出正确判断的重要基础。在实际应用中、变形速率、月变形量和变形总量等，以及这些量与岩性、构造、开挖情况之间的关系等都是主要分析对象。分析者都很重视变形曲线的变化，因为曲线分析有助于工程师们做出快速预测和判断。总之，这类方法的优点在于分析判断快，而且有丰富经验的、由多专业专家组成的分析者往往获得成功。这也是为什么EGMS法十分重视专家群体经验的原因。最后还需特别指出，力学分析法和数理统计分析法都离不开经验判断法的配合。5 安全监测信息分析新理论与新方法51 成组多

37、测点变形监测数据综合建摸（单一建摸到复合建摸）l 变形观测多测点模型（水压分量、温度分量、时效分量）l 建摸技术1） 数字滤波法分离变形值中的时效分量2） 变形分析中的回归时序模型（逐步回归分析与时间序列分析结合）3）用瑞里分布反映荷载对变形的影响52 监测形态的综合评价指标与体系研究1） 监测性态综合评价体系（体系的构成、性态评价度量、体系的构造、评价集设计）2） 性态评价的度量方法（因素权重向量、综合评价向量）3） 综合评价变形监控指标（监控指标的分测点拟定、测点多维变形域确定、荷载不利组合确定变形监控指标）5 3 多项目多测点变形监测数据综合分析l 检测性态综合评价 用模糊评判与层次分析相结合的方法 模糊识别方法 模糊积分评判模型 多级灰关联方法 突变理论方法 属性识别理论l 权重确定方法 层次分析赋权法 主成分赋权法 层次分析法与主成分分析发结合54 变形监测的时空分布模型1） 时空分布正分析模型2） 时空分布反分析模型空间位移场反演Ec、Er55 非线性动力方法在变形监测分析的应用56 拟定变形监控指标的理论与方法专心-专注-专业