楊繼華， 齊三紅， 郭衛(wèi)新， 張黨立

(黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司， 河南 鄭州 450003)

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)外水電站地下廠房呈現(xiàn)出大跨度(20～30 m)、高邊墻(40～80 m)的技術(shù)特點(diǎn)，部分?jǐn)嗝婷娣e大于1 000 m2，為超大斷面地下工程。水電站大型地下廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其受巖性、斷層、節(jié)理、巖脈、地下水及地應(yīng)力等因素的影響遠(yuǎn)大于普通隧洞[1-2]。

圍巖的力學(xué)參數(shù)及地應(yīng)力場(chǎng)特征(如彈性模量、泊松比、側(cè)壓力系數(shù)等)是地下廠房支護(hù)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析的重要依據(jù)。巖體作為一種地質(zhì)體，其成因極為復(fù)雜，且一般經(jīng)歷過(guò)多次構(gòu)造作用，具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點(diǎn)，在力學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出明顯的非線性特征[3]。

目前，巖體力學(xué)參數(shù)的確定主要有解析法、試驗(yàn)法及理論與實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法等3種[4]。解析法先引入一定的假定條件，但假設(shè)往往與實(shí)際情況會(huì)有所差別，因此計(jì)算的參數(shù)存在偏差的可能性較大； 試驗(yàn)可分為室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，但試驗(yàn)結(jié)果只能反映試驗(yàn)點(diǎn)處的巖體力學(xué)參數(shù)，無(wú)法代表整個(gè)工程區(qū)域的巖體特性，且試驗(yàn)費(fèi)用昂貴、時(shí)間較長(zhǎng)； 理論與實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法一般利用實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，采用理論分析的方法確定巖體的力學(xué)參數(shù)，又稱為反分析法，目前常用的反分析法主要是位移反分析法。位移是反映巖土體受力變形的重要物理量，是巖土體穩(wěn)定性最直接和最宏觀的表現(xiàn)，位移反分析法融合了最優(yōu)化理論和數(shù)值計(jì)算等先進(jìn)方法和計(jì)算技術(shù)，具有理論基礎(chǔ)完善、計(jì)算精度高、可以進(jìn)行非線性分析、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)研究方法的不足，具有很大的實(shí)用價(jià)值[5-8]。劉英棨等[9]提出以水平收斂與拱底沉降相結(jié)合的多位移反分析法，建立平面簡(jiǎn)化有限元模型，實(shí)時(shí)分析隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)； 江宗斌等[10]提出了基于位移-應(yīng)力的多元信息聯(lián)合知能反分析方法； 張研等[11]將粒子群優(yōu)化算法與高斯過(guò)程機(jī)器學(xué)習(xí)方法相融合，結(jié)合FLAC3D數(shù)值計(jì)算程序，提出隧洞圍巖位移優(yōu)化反分析的粒子群-高斯過(guò)程智能協(xié)同優(yōu)化方法； 文建華等[12]采用分層運(yùn)算方法對(duì)地下洞室進(jìn)行了黏彈性位移反分析。綜上所述，目前研究多集中在隧洞等小斷面洞室方面，對(duì)大斷面地下廠房涉及較少。另外，在位移反分析中，多采用監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)，但實(shí)際上在洞室開(kāi)挖后位移監(jiān)測(cè)儀器安裝之前，大部分位移已經(jīng)發(fā)生且無(wú)法監(jiān)測(cè)到。因此，采用位移增量進(jìn)行反分析更能反映圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)。

最小二乘支持向量機(jī)做為一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，在處理小樣本、非線性問(wèn)題上有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。粒子群算法作為一種新型仿生進(jìn)化算法，有全局優(yōu)化、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)[13]。本文以正交設(shè)計(jì)、最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法等現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法為基本手段，建立圍巖力學(xué)參數(shù)分析方法，以多點(diǎn)位移計(jì)實(shí)測(cè)位移增量值為依據(jù)，以厄瓜多爾Coca-Codo Sinclair水電站(簡(jiǎn)稱CCS水電站)大型地下廠房為工程背景，采用二維彈塑性有限元方法建立地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析模型，對(duì)CCS水電站地下廠房區(qū)域巖體力學(xué)特性及地應(yīng)力場(chǎng)特征進(jìn)行反分析。

1 最小二乘支持向量機(jī)與粒子群算法位移反分析方法

1.1 目標(biāo)函數(shù)

位移反分析一般是通過(guò)某種方法，使得一組待分析的參數(shù)及其相應(yīng)的位移值逼近實(shí)測(cè)位移值。對(duì)于工程實(shí)際，通過(guò)逼近達(dá)到總體上的最優(yōu)效果，因此目標(biāo)函數(shù)可用式(1)表示：

(1)

式中：x=(x1,x2,…,xk,…,xm)，xk為待反分析的巖體參數(shù)，如彈性模量E、黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ等，m為參數(shù)的個(gè)數(shù)；fi(x)為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)上位移計(jì)算值；ui為相應(yīng)的實(shí)測(cè)位移值；n為測(cè)點(diǎn)數(shù)。

1.2 最小二乘支持向量機(jī)

最小二乘支持向量機(jī)采用不同的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并且用等式約束取代不等式約束，可用于回歸或模式識(shí)別等問(wèn)題的解決[14-16]。假定訓(xùn)練集為(xi,yi)，其中：i=1, 2,…,k；xi∈Rn為n維系統(tǒng)輸入向量；yi∈R為相應(yīng)的輸出值。如果問(wèn)題為非線性，可將非線性映射輸入向量映射到高維空間，轉(zhuǎn)化為類似線性問(wèn)題加以解決。最小二乘支持向量機(jī)優(yōu)化問(wèn)題的最小化函數(shù)為：

(2)

式中：w為權(quán)向量；C為懲罰因子，即調(diào)節(jié)常數(shù)。

約束條件為：

yi-wφ(xi)=b+ξi。

(3)

對(duì)于最小二乘支持向量機(jī)問(wèn)題，根據(jù)式(2)和式(3)定義Lagrange求解方程：

(4)

式中ai為L(zhǎng)agrange乘子。

參數(shù)a和b的最優(yōu)值可以通過(guò)KKT條件獲得：

(5)

由式(5)可得：

(6)

消去式(6)中的w和ξ，優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解如下方程：

(7)

(8)

核函數(shù)K(x,xi)為任意對(duì)稱函數(shù)，其應(yīng)滿足Mercer條件，常用的核函數(shù)主要包括線性函數(shù)、徑向基函數(shù)及多項(xiàng)式函數(shù)等。最小二乘支持向量機(jī)的建模精度通常受2個(gè)因素的影響，即核函數(shù)參數(shù)與懲罰因子C的取值。本文采用粒子群算法確定核函數(shù)與懲罰因子的取值。

1.3 粒子群算法

粒子群算法(particle swarm optimization)是一種迭代優(yōu)化工具[17-18]。在粒子群算法中，把問(wèn)題的解看作為搜索空間中的粒子。所有粒子都有被優(yōu)化函數(shù)決定的適應(yīng)值，同時(shí)所有粒子通過(guò)速度決定其運(yùn)動(dòng)的方向和距離，其他粒子追隨當(dāng)前的最優(yōu)粒子在解空間中搜索。粒子群算法首先產(chǎn)生一組初始化的隨機(jī)粒子，隨后采用迭代的方法尋求最優(yōu)解。在迭代過(guò)程中，粒子通過(guò)對(duì)2個(gè)極值的跟蹤更新自己。其中一個(gè)是粒子在每次搜索中的最優(yōu)解，稱為個(gè)體極值Pbest，另外一個(gè)是粒子群全部粒子在每次搜索中的最優(yōu)解，稱為全局極值gbest。粒子群中第i個(gè)粒子在n維空間的位置可用xi=(xi1,xi2,…,xin)表示，其速度可用vi=(vi1,vi2,…,vin)表示，第i個(gè)粒子的個(gè)體極值可表示為Pbest=(Pi1,Pi2,…,Pin)，粒子群的全局極值表示為gbest=(g1,g2,…,gn)。在搜索到這2個(gè)極值后，用式(9)和(10)來(lái)更新粒子的速度和位置。

vi(k+1)=uvi(k)+c1rand1(Pbest-xi(k))+

c2rand2(gbest-xi(k));

(9)

xi(k+1)=xi(k)+vi(k+1)。

(10)

式(9)—(10)中：c1、c2為學(xué)習(xí)因子，其取值在(0，2)之間； rand1和rand2為隨機(jī)數(shù)，取值在(0，1)之間；u表示動(dòng)量系數(shù)，其值隨迭代改變。

1.4 最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法的位移反分析步驟

1)首先根據(jù)工程實(shí)際資料，確定待反分析的巖體力學(xué)參數(shù)及其取值范圍，采用正交設(shè)計(jì)的方法確定計(jì)算方案；

2)建立有限元模型對(duì)全部計(jì)算方案進(jìn)行計(jì)算，得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移值，將待反分析的巖體力學(xué)參數(shù)作為輸入?yún)?shù)xi，計(jì)算位移值作為輸出參數(shù)yi，形成學(xué)習(xí)的樣本；

3)初始化粒子群算法，主要包括粒子群的規(guī)模、各粒子的權(quán)重因子、計(jì)算迭代次數(shù)、產(chǎn)生的隨機(jī)粒子群向量及各粒子向量對(duì)應(yīng)的最小二乘支持向量機(jī)懲罰因子C與核函數(shù)的參數(shù)σ2，把學(xué)習(xí)樣本集作為訓(xùn)練樣本和檢驗(yàn)樣本，將各粒子的個(gè)體極值設(shè)為當(dāng)前位置，代入最小二乘支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練并獲取對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)位移值；

4)計(jì)算各粒子相應(yīng)的預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的平均相對(duì)誤差，并將其作為各粒子的適應(yīng)值。然后進(jìn)行迭代計(jì)算，并更新各粒子的速度和位置參數(shù)，同時(shí)記憶個(gè)體與全局所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)適應(yīng)值，滿足初始設(shè)置的最大迭代次數(shù)時(shí)計(jì)算終止，最后記憶最優(yōu)的懲罰因子和核函數(shù)參數(shù)(C，σ2)；

5)將上一步粒子群算法計(jì)算得到的最優(yōu)參數(shù)(C，σ2)代入最小二乘支持向量機(jī)模型，建立待反分析巖體力學(xué)參數(shù)與位移值之間的非線性映射關(guān)系；

6)利用待反分析巖體力學(xué)參數(shù)與位移值之間的非線性映射關(guān)系代替正分析中的有限元計(jì)算，將位移反分析的目標(biāo)函數(shù)值作為每個(gè)粒子的適應(yīng)值，利用粒子群算法計(jì)算與位移實(shí)測(cè)值最接近的待反分析巖體力學(xué)參數(shù)。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況[19]

厄瓜多爾CCS水電站位于納波省和蘇昆比奧斯省境內(nèi)的Coca河下游，為引水式電站，發(fā)電廠房為地下式，總裝機(jī)容量為1 500 MW。地下廠房洞室群由主廠房、主變室、施工排水洞及引水壓力管道等組成。主變室和主廠房2大洞室平行布置，洞室走向?yàn)镹W45°，洞室斷面為圓拱直墻型，其中主廠房開(kāi)挖尺寸為212.8 m(長(zhǎng))×27.5 m(寬)×46.8 m(高)，主變室開(kāi)挖尺寸為192.0 m(長(zhǎng))×17.0 m (寬)×34.0 m(高)。

2.2 工程地質(zhì)條件

CCS水電站地下廠房埋深為300～400 m，區(qū)內(nèi)未見(jiàn)較大規(guī)模的斷層，但局部可見(jiàn)小斷層及節(jié)理、裂隙密集帶。地層巖性主要為侏羅系-白堊系迷撒華林地層(J-Km)紫紅色、青灰色及淺紅色的火山凝灰?guī)r、火山角礫巖及流紋巖等，巖體結(jié)構(gòu)以整體塊狀為主，局部呈塊狀、次塊狀。廠房區(qū)地下水以基巖裂隙水為主。廠房區(qū)內(nèi)受構(gòu)造應(yīng)力影響不明顯，為中—低應(yīng)力值水平。

2.3 地下廠房施工方案

主廠房和主變室施工開(kāi)挖采用鉆爆法，由于主廠房和主變室的斷面大，無(wú)法采用全斷面開(kāi)挖，故采用分層開(kāi)挖的方法，其中主廠房分6層開(kāi)挖，主變室分4層開(kāi)挖，采用開(kāi)挖一層支護(hù)一層的方法，支護(hù)方式為錨桿、掛網(wǎng)及噴混凝土。

2.4 有限元模型建立

地下洞室的數(shù)值模擬分析主要有二維模擬分析和三維模擬分析，二維平面分析的優(yōu)點(diǎn)是可快速建模、計(jì)算速度快，對(duì)于CCS地下廠房，其縱向尺寸遠(yuǎn)大于橫向尺寸，故可采用二維平面模型。地下廠房洞室群中除了主廠房和主變室之外，還有母線洞、尾水洞等洞室，但是在地下廠房基本開(kāi)挖完成后才施工的，且其尺寸遠(yuǎn)小于地下廠房尺寸，所以對(duì)地下廠房影響較小，因此在本文的計(jì)算中不作考慮。

采用有限元程序Phase 2，根據(jù)地質(zhì)概化模型建立8#機(jī)組剖面數(shù)值模型，計(jì)算范圍如下：X方向?yàn)榇怪敝鲝S房和主變室軸線方向，以8#機(jī)組中心向上游方向延伸175 m、向下游方向延伸200 m，以指向下游方向?yàn)檎?；Y方向?yàn)樨Q直方向，以主廠房底板向下延伸90 m、向上延伸至地表面，以向上為正。計(jì)算范圍大于5倍洞室，根據(jù)彈性力學(xué)理論，能滿足計(jì)算邊界的要求。模型考慮了對(duì)主廠房和主變室圍巖穩(wěn)定性有影響的F10、F11、F13、F14等小規(guī)模斷層及地下水位。在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，斷層采用接觸單元模擬，斷層參數(shù)未參與反分析，主要是因?yàn)閿鄬娱_(kāi)挖揭露后，對(duì)斷層帶物質(zhì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)試驗(yàn)，得出了其基本參數(shù)，數(shù)值計(jì)算中采用的斷層基本參數(shù)如下： 切向剛度，3 500 MPa/m； 法向剛度，9 000 MPa/m； 黏聚力，0.10 MPa； 內(nèi)摩擦角，25°。廠房區(qū)8#機(jī)組有限元模型共劃分了6 391個(gè)節(jié)點(diǎn)、11 588個(gè)單元，網(wǎng)格劃分后的有限元計(jì)算模型如圖1所示。模型邊界條件如下： 兩側(cè)為X向位移約束，底部為固定約束，頂部為自由邊界。

圖1 8#機(jī)組剖面有限元模型

2.5 位移增量

在CCS水電站主廠房和主變室的施工開(kāi)挖過(guò)程中，為監(jiān)測(cè)圍巖的變形，選取了多個(gè)斷面布置多點(diǎn)位移計(jì)，以8#機(jī)組斷面為例，在洞室的項(xiàng)拱、拱角和邊墻位置共布置了12條多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)線，如圖2所示。由于多點(diǎn)位移計(jì)是在洞室開(kāi)挖到相應(yīng)高程后安裝的，因此其所測(cè)的位移值是該處多點(diǎn)位移計(jì)安裝后圍巖發(fā)生的位移，而測(cè)前發(fā)生的位移已被損失掉[20-21]，關(guān)于測(cè)前位移量損失的大小目前尚無(wú)好的確定方法，為避免反分析的隨意性，本文采用主廠房和主變室第2層開(kāi)挖完成與第1層開(kāi)挖完成后的頂拱中心的多點(diǎn)位移計(jì)實(shí)測(cè)位移增量進(jìn)行反分析計(jì)算。多點(diǎn)位移計(jì)孔口實(shí)測(cè)BX1-29增量位移值為0.48 mm，BX1-34增量位移值為0.35 mm。

圖2 主廠房和主變室多點(diǎn)位移計(jì)布置(單位： m)

Fig. 2 Layout of multi-point extensometers of main powerhouse and main converter room (unit: m)

2.6 圍巖參數(shù)的取值范圍

根據(jù)CCS水電站地下廠房勘察設(shè)計(jì)資料及地下廠房圍巖的實(shí)際情況，待反分析的圍巖參數(shù)取值范圍如下： 彈性模量E∈[9，25]，GPa； 泊松比μ∈[0.20，0.28]； 黏聚力c∈[0.60，2.20]，MPa； 內(nèi)摩擦角φ∈[40，52]，(°)； 側(cè)壓力系數(shù)kx∈[0.30，0.70]、kz∈[1.30，1.70]。

2.7 反分析樣本設(shè)計(jì)

理論上，反分析參數(shù)的組合有無(wú)窮多個(gè)，如果對(duì)每組參數(shù)都進(jìn)行計(jì)算，實(shí)施困難，且沒(méi)有必要，因此本文采用正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，選取一定有代表性的組合進(jìn)行計(jì)算。正交試驗(yàn)方法是根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)與正交性原理，從大量試驗(yàn)點(diǎn)中選取合適的有代表性的點(diǎn)，再按照“正交表”安排試驗(yàn)組合方案，由于正交表具有“均衡分散性”和“整齊可比性”的構(gòu)造原則，因此，按照此方法設(shè)計(jì)的試驗(yàn)次數(shù)少，并且能反映客觀事物的變化規(guī)律。正交表是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它必須滿足以下2個(gè)條件： 每一列(因素)的不同水平在試驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)相同，以保證其均勻性； 任意2列(因素)的不同水平組合組成的數(shù)對(duì)在試驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)相同，以保證試驗(yàn)點(diǎn)分布的均勻性。具體到本文的計(jì)算方案組合，圍巖參數(shù)共有6個(gè)，在每個(gè)參數(shù)的取值范圍內(nèi)均勻選取5個(gè)值，各因素的取值范圍并不是隨意選取的，其中巖石(體)的力學(xué)參數(shù)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)得到的范圍值，而地應(yīng)力的側(cè)壓力系數(shù)是根據(jù)前期的地應(yīng)力測(cè)試得到的范圍值，如kx的范圍值為0.3～0.7，這里將其分為5個(gè)水平，即0.3、0.4、0.5、0.6、0.7,以0.1為等級(jí)，能滿足精度的要求。由于最小二乘支持向量機(jī)在處理小樣本數(shù)據(jù)具有優(yōu)勢(shì)，25個(gè)不同圍巖參數(shù)組合能代表圍巖情況，滿足參數(shù)反分析的要求，不同計(jì)算方案下的參數(shù)組合及有限元計(jì)算所得的位移增量見(jiàn)表1。

2.8 反分析結(jié)果及檢驗(yàn)

在有限元計(jì)算中，輸入不同的圍巖參數(shù)，即可得出相應(yīng)的位移值，即圍巖力學(xué)參數(shù)與位移增量之間已有明確的映射關(guān)系，但實(shí)際的位移監(jiān)測(cè)值與位移計(jì)算值并不對(duì)應(yīng)，所以實(shí)際上的圍巖參數(shù)是未知的，因此需要通過(guò)建立圍巖力學(xué)參數(shù)與位移增量之間的模糊映射關(guān)系，根據(jù)實(shí)際的監(jiān)測(cè)位移值采用逼近的方法來(lái)反分析圍巖參數(shù)。

本文首先根據(jù)反分析的參數(shù)樣本，進(jìn)行有限元計(jì)算，各參數(shù)及位移增量值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。再根據(jù)最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法位移反分析理論和步驟，采用MATLAB編制相應(yīng)的計(jì)算程序。最后將表1中的數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)樣本，建立圍巖力學(xué)參數(shù)與洞室頂拱位移增量之間的非線性映射關(guān)系，按照1.3節(jié)的方法，經(jīng)反分析得到圍巖的力學(xué)參數(shù)反分析值如下： 彈性模量E=14.15 GPa，泊松比μ=0.23，黏聚力c=1.46 MPa，內(nèi)摩擦角φ=49°，側(cè)壓力系數(shù)kx=0.55、kz=1.45。為檢驗(yàn)反分析所得圍巖力學(xué)參數(shù)的合理性，利用上述參數(shù)進(jìn)行正分析有限元計(jì)算，得到主廠房和主變室分層開(kāi)挖各多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)點(diǎn)位移增量的計(jì)算值，選取主廠房第Ⅵ層與第Ⅰ層開(kāi)挖、主變室第4層與第1層開(kāi)挖的計(jì)算值與實(shí)測(cè)位移值增量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4。可以看出，計(jì)算值和實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差較小，最大誤差不超過(guò)10%，如BX1-34測(cè)點(diǎn)的誤差為6.5%，BX1-35測(cè)點(diǎn)的誤差為2.4%。在實(shí)際工程中，受監(jiān)測(cè)儀器本身精度、施工方法、鄰近爆破等的影響，監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)有一定的誤差，但結(jié)果誤差在10%以內(nèi)是可以接受的，這也說(shuō)明了反分析圍巖參數(shù)的合理性。

表1 圍巖力學(xué)參數(shù)及有限元計(jì)算結(jié)果

圖3 主廠房多點(diǎn)位移計(jì)位移增量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比

Fig. 3 Comparison of displacement increment between calculation results and monitoring values of main powerhouse

圖4 主變室多點(diǎn)位移計(jì)位移增量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比

Fig. 4 Comparison of displacement increment between calculation results and monitoring values of main converter room

3 結(jié)論與討論

1)最小二乘支持向量機(jī)可有效降低計(jì)算的復(fù)雜性，加快求解速度，增強(qiáng)抗干擾能力，具有良好的優(yōu)化性能，在處理小樣本、非線性問(wèn)題上有較大的優(yōu)勢(shì)。粒子群算法作為一種新型仿生進(jìn)化算法，有收斂速度快、參數(shù)較少易確定等優(yōu)點(diǎn)。最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法的有機(jī)結(jié)合為巖土工程位移反分析提供了一種新的方法。

2)本文以正交設(shè)計(jì)和有限元計(jì)算為基礎(chǔ)，采用最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法相結(jié)合的方法，建立CCS水電站地下廠房洞室頂拱實(shí)測(cè)位移與圍巖力學(xué)參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系，成功地反分析出圍巖彈性模量、泊松比、黏聚力、內(nèi)摩擦角和側(cè)壓力系數(shù)。

3)多點(diǎn)位移計(jì)一般都是在洞室開(kāi)挖后進(jìn)行安裝，因此無(wú)法測(cè)量到測(cè)前洞室發(fā)生的位移，由于確定測(cè)前位移損失較為困難，本文采用主廠房和主變室第2層和第1層開(kāi)挖所產(chǎn)生的位移增量進(jìn)行反分析，簡(jiǎn)化了反分析過(guò)程，有效提高了圍巖參數(shù)反分析的精度。

4)對(duì)CCS水電站地下廠房反分析所得圍巖參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，有限元計(jì)算結(jié)果表明： 主廠房第Ⅳ層與第Ⅰ層開(kāi)挖和主變室第4層與第1層開(kāi)挖所產(chǎn)生的位移增量計(jì)算值與多點(diǎn)位移計(jì)實(shí)測(cè)值吻合較好，最大誤差不超過(guò)10%，說(shuō)明了反分析參數(shù)的合理性，同時(shí)也說(shuō)明了采用基于最小二乘支持向量機(jī)和粒子群算法的位移反分析方法在工程上是可行的，且效果較為理想。

5)在目前的地下工程巖體參數(shù)反分析中采用的多是位移反分析，實(shí)際上地下洞室開(kāi)挖后，巖體的應(yīng)力、位移、塑性區(qū)等均有一定程度的改變，在以后的研究中，可考慮采用應(yīng)力、位移及塑性區(qū)等多元信息的綜合分析，以便相互驗(yàn)證，提高分析精度。