Инженерный анализ выполняют с целью получения из множества возможных решений одного – наилучшего. Анализ выполняется поэтапно.

1. Подбирают наибольшее число возможных вариантов решения задачи и устанавливают количественные показатели для их сравнения.

2. Сокращают число сравниваемых вариантов до двух-трех из наиболее представительных.

3. Разрабатывают модели решения инженерных задач и выбирают методики расчета сопоставляемых характеристик моделей.

4. Находят наилучший (оптимальный) вариант решения задачи по одному или нескольким критериям оптимизации на основании расчетов технического и экономического характера. При этом используют теоретическую и методическую базы различных научных дисциплин (математики, вычислительной техники, сопромата, строительной механики, геомеханики, механики подземных сооружений, технологии строительства, экономики и др.)

Объектами сравнительных расчетов могут быть размеры сооружения или конструкции, их прочность, производительность предприятия или сооружения, календарные сроки строительства, потребности в ресурсах, стоимостные показатели и т.п.

Расчеты могут быть выполнены по степени точности – высокоточными (строгими) или приближенными, а по характеру представления результатов – численными или графическими. Расчетную методику выбирают с учетом степени точности исходной информации, значимости объекта проектирования, имеющихся вычислительных возможностей и ряда других факторов.

Расчетные методы, как правило, применяют не к самим реальным системам, а к их математическим моделям, степень приближения которых к натуре зависит от многих факторов: напряженного состояния, происхождения, строения, структурной ослабленности и обводнения массива пород; конструкции, способа, технологической схемы строительства подземного сооружения; режима его эксплуатации и т.п.

В тех случаях, когда получение точных решений невозможно или чрезмерно сложно, применяют приближенные, графические или численные методы.

Широкое распространение получил опытно-теоретический («экспериментально-аналитический») подход, при котором создается теоретическая модель с допущениями, позволяющими получить удобные для расчетов формулы. Отход от строгого теоретического решения компенсируется введением в формулы эмпирических коэффициентов, полученных в результате натурных экспериментов или физического моделирования.

Для проектировщика важным является умение подготовить исходные данные для решения практических задач с помощью готовых стандартных программ, которые разрабатываются специалистами.

Решение, полученное любым способом, можно проверить повторением вычислений в той же последовательности, расчетом обратным ходом, применением другого способа расчета.

Очень важно проверить физический смысл результата. Во-первых, уравнение целесообразно рассмотреть на соответствие размерностей входящих в него величин. Во-вторых, следует проверить соответствие результатов физическому смыслу уравнения при устремлении параметров к предельным значениям.

После проверки необходимо оценить совпадение результатов расчета с фактическими данными, полученными экспериментально.

Кроме оценки результата следует сделать обобщения с целью выявления возможностей его использования на других объектах подобного или иного типа. Например, весьма успешный опыт строительства в Санкт-Петербурге перегонных тоннелей метро щитовым комплексом КТ 1-5,6 с блочной железобетонной обделкой, разжимаемой на породу в лотковых блоках, был не менее успешно реконструирован для строительства канализационных тоннелей меньшего диаметра (4,05).