弹性和弹塑性有限元在溪洛渡水电站坝区地应力反演中的应用

初始地应力是岩土工程设计与施工所要考虑的重要因素之一。基于有限元理论反演初始地应力的方法很多。根据溪洛渡水电站工程的实测地应力资料,采用神经网络方法分别结合弹性有限元计算和弹塑性有限元计算两种方案对坝区初始地应力场进行了反演分析。比较发现两种方案反演计算结果非常接近,且均能模拟实际地应力场的分布规律。进一步的分析表明：在天然情况下当坝区岩体变形基本上处于弹性范围内时,在中低地应力区反演初始地应力场,进行弹性有限元计算即能满足要求。     

江坪河水电站坝址区初始地应力场-三维数值反演分析

在对江坪河水电站区域地应力场特征进行实测分析的基础上,通过对三维模型施加不同的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算应力与实测应力,采用三维数值分析方法对水电工程坝址区初始地应力场进行反演分析。结果表明:江坪河水电站坝址区初始地应力场量值较低,最大主应力为2.5 MPa,方向为N45°W;最小主应力为1.5 MPa,方向为N45°E。应力拟合点处应力计算值与实测值较为接近,表明反演得到的坝址区初始地应力场是合理的,符合坝址区地质构造历史背景。     

黄金坪水电站地下厂区三维地应力场反演分析

地下厂房的厂区三维地应力场反演分析计算,是超大型地下洞室群围岩稳定研究的重要内容,本文以黄金坪水电站为例,根据实测地应力值和山体地形、地质条件建立三维地应力场反演计算模型,采用三维非线性有限元反演地下厂区初始地应力场,并对各种计算模型进行地应力插值计算。计算结果说明在主要建筑物处的反演计算应场基本与实测地应力点吻合,反演计算应力场基本上反应了实测应力点的基本规律。     

变质岩区深埋长大隧道初始地应力场反演研究

初始地应力场是岩土工程设计和施工所要考虑的首要因素。依托十房(十堰至房县)高速通省隧道地应力量测资料,调整不同组合的侧压系数,获得了隧址区岩体多组地应力。利用残差函数,分别计算了各向同性与各向异性本构关系下每一组侧压系数的残差,并进行了对比分析,确定了不同本构关系的最优侧压系数。利用获得的侧压系数,反演计算测试点的地应力,通过与实测结果的对比分析确定了与隧址区岩体适宜的本构关系,最终得到了隧道的初始地应力场分布规律。研究表明,初始地应力场与隧道的埋深和地形地貌有关,且通省隧道更适于在各向异性本构关系下进行地应力场反演,误差幅值约为10%。     

杨房沟水电站深切河谷地应力场反演分析

针对杨房沟水电站坝区V型河谷地形地貌特征,结合坝址区地质构造条件,依据现场实测地应力成果资料,考虑河谷剥蚀下切演化对地应力场改造作用,反演得到坝址区初始地应力场,并将计算结果与实测值进行了对比分析。结果表明:计算结果与实测结果基本一致;杨房沟坝址区初始地应力场以NWW向水平构造应力为主,属中等地应力量级,岸坡浅表层一定深度范围内卸荷特征明显。研究结果为坝区边坡开挖及长期稳定性分析提供了重要依据。     

锦屏水电站地下厂房初始地应力场反演分析

结合锦屏二级水电站复杂的地质条件,运用有限元法和BP人工神经网络对研究区的初始地应力场进行了反演分析。结果表明:主应力的变化规律为从上到下逐渐增大,主应力的分布随埋深的增加而增大,主应力等值线在浅层区域受地形起伏影响很大;在靠近地表及河谷底部,等值线分布较密集,应力变化梯度较大,出现应力集中现象;地下厂房区域表层及浅层主应力倾角与山体坡角基本相同,在深部区域,最大主应力倾角随深度的增加逐渐增大;数值模拟反演计算得到的初始应力场分布与研究区的地形地貌关系密切,而岩性对地应力场的分布影响较小;BP人工神经网络反演值与实测值较接近,反演精度可以满足工程实际需要。     

瀑布沟地下厂房区初始地应力精细反演分析

结合瀑布沟水电站厂房区地应力实测资料,考虑地形地势建立大范围的整体模型,采用遗传算法和有限单元法对其初始应力场进行一次反演。在此基础上,考虑主要断层等细部构造,建立地下厂房洞室群小范围精细子模型,采用位移边界条件,对子模型进行二次有限元计算,得到该区域更为准确的初始地应力场。分析结果表明：一次反演简单,主要考虑地形地势的影响,消除边界应力分布的影响,可反映大范围初始地应力的分布规律;考虑主要地质构造的二次计算,可以得到细部构造处的初始地应力,反映局部地应力的分布规律,并且改善了一次反演的误差范围。二者联合应用能高效获取更为准确的初始地应力场,为工程设计与施工奠定了良好基础。     

某水电站初始地应力场三维模拟反演分析

针对某水电站区域地质条件复杂、地震烈度高、地应力水平较高的特点,建立三维地质模型,采用边界荷载调整法对工程区初始地应力场进行了反演分析。研究结果表明,反演计算值与实测值拟合情况较好,较好地反映了地形、地貌对初始地应力场的影响,从而为工程区地下洞室设计、施工等提供一定的依据。     

基于ELM的河谷区域初始地应力场反演分析

分析河谷区域地应力场的特殊性,提出基于ELM的河谷区域地应力场反演方法。以某水电站地下厂房项目为工程实例,分析实测地质资料和实测地应力资料,建立大范围区域三维地质体模型。利用ELM和FLAC3D相结合,考虑自重、构造运动和侵蚀下切作用的影响,通过反演计算获取该区域的初始地应力场。对计算结果合理性进行分析,证明了反演方法的工程应用价值。     

卡拉水电站地下厂房初始应力场反演分析

初始地应力场特征是地下工程稳定分析中最重要的条件,为了评价开挖后地下洞室的围岩稳定及支护设计的长期安全,需要对围岩的初始地应力场进行反演。在对雅砻江卡拉水电站工程区地应力实测值进行分析的基础上,根据世界地应力图和GPS地表监测数据所确定的区域地应力特征,选取地下厂房区域测试可靠、具有代表性、离厂房区域较近的实测点作为初始地应力数值反演分析的回归对象,结合反演分析原理,获得整个地下厂房区域的地应力场分布特征。通过对比数值计算值和实测成果可知：测点地应力的大小和方向拟合程度较好,分布规律大致相同,表明采用数值反演分析方法的合理性。分析成果为地下厂房洞室群的布置、开挖支护设计等提供了依据。     

基于FLAC3D及BP神经网络的厂区初始地应力场反演分析

借助BP神经网络,利用有限差分程序FLAC3D进行正分析计算,依据测点的应力数据反演了计算区域的初始地应力场。结果表明,神经网络与FLAC3D的结合使用使反演出的地应力与实测地应力有很好的吻合度,反演出的初始地应力场可以应用于工程设计以及施工模拟。     

岩体初始地应力场的反演回归分析

初始地应力场主要由自重场和构造场产生 ,根据山体的地质条件及岩体的地质构造情况和实测地应力资料 ,在分析初始地应力场形成的可能因素的基础上 ,提出一种初始地应力场反演回归的实用分析方法 ,并建立了初始地应力场的多元回归模型 ,通过实测点地应力值用逐步回归分析方法求出回归系数 ,从而得到岩体初始地应力场 .文末用一个工程实例对这一方法作了说明 .     

蟠龙抽水蓄能电站地下厂房区初始地应力场反演

岩体初始地应力场是地下工程数值模拟与稳定分析的基础,是地下洞室群围岩变形的主要"荷载"。重庆蟠龙抽水蓄能电站地下厂房区域存在6层泥岩或粉砂质泥岩与泥质粉砂岩,抗压强度较低,属于软岩。结合实测地应力资料,采用有限元法结合多元线性回归分析,反演了工程区域的初始地应力场。结果表明,地应力反演计算值与实测值在量值大小和分布方向上吻合较好,通过反演得到的地应力场是合理可靠的。     

蟠龙抽水蓄能电站地下厂房区初始地应力场反演方法比较分析

岩体初始地应力场是地下工程数值模拟与稳定分析的必要条件,是地下洞室群围岩变形的主要"荷载"。根据重庆蟠龙抽水蓄能电站工程地下厂房区域的实测地应力资料,采用有限元法,结合多元回归方法、神经网络和遗传算法三种方法分别反演了工程区域的初始地应力场。结果表明:地应力反演计算值与实测值吻合较好,各方法计算结果比较接近,其中多元回归方法误差较小、计算时间较短。     

复杂地质条件下洞室围岩初始地应力场研究

初始地应力场的确定是地下洞室稳定性评价的基础。在对现场实测地应力资料分析的基础上,研究了断层等地质构造对初始地应力场分布的影响机理,指出岩体变形模量比是影响应力的关键因素之一。研究了能反映断层引起应力释放效应的初始地应力场反演分析的变刚度方法。考虑与不考虑断层影响情况下的某工程初始地应力场的计算结果和实测结果对比表明,考虑断层影响的结果与实测结果更接近,从而证明了断层应力释放效应作用及基于岩体变刚度的初始地应力反分析方法的合理性。     

岩体初始地应力场的粒子群优化反演及在FLAC(3D)中的实现

岩体初始地应力对于地下工程的稳定性和仿真计算都十分重要,了解工程区域中的岩体初始地应力大小和分布情况通常采用现场测量和反演计算相结合来实现。粒子群优化算法是一种很好的优化反演方法,具有算法简单、收敛较快、容易实现等特点;而FLAC(3D)适用于大多数工程力学问题,并得到了国内外广泛认可和应用,而且内嵌有FISH语言,容易进行二次开发。因此,在研究粒子群算法原理以及地应力反演方法的基础上,利用FISH语言研制了基于粒子群算法的岩体初始地应力反演程序,并对锦屏二级水电站岩体初始地应力进行反演研究。工程实例表明,在FLAC(3D)中运用粒子群算法对岩体地应力反演简单易行而且精度较高,反演结果可靠。     

岩体初始地应力场的灰色计算模型及应用

结合灰色计算模型和岩体初始地应力场形成的特点,给出地应力场GM模型的建立方法和精度预测,并运用GM（0,3）模型对锦屏一级水电站坝址区地应力进行回归分析,计算结果表明,GM模型较传统边界位移调整法具有更佳的回归效果.     

区域构造背景下的地应力反演分析——以夹岩水利枢纽及黔西北供水工程为例

夹岩水利枢纽及黔西北供水工程位于贵州省毕节市及遵义市境内,其供水隧洞线路长、埋深大,地质条件复杂,软岩及高地应力问题突出。但工程区内仅获取两组地应力测点,为了在少量测点情况下较为可靠地获得工程区初始地应力场的分布规律,提出了结合区域构造背景的地应力场反演分析方法。首先,依据我国西南地区区域构造背景,结合夹岩工程区的褶皱和构造发育特征,确定工程区的主构造方向;其次,考虑工程区地质演化历史,建立了地应力反演模型,并采用侧压力系数法对地应力场进行反演;最后,基于弹性理论,推导了考虑构造荷载和岩体剥蚀影响的地应力分布解析式。分析结果表明:①实测点处反演结果与实测值基本一致,工程区应力场以水平构造为主;②理论计算值与反演结果吻合较好,地应力分布解析式能较好地反映岩体剥蚀对地应力场的影响规律。     

天生桥二级电站厂房区地应力场的三维有限元反演分析

本文针对贵州天生桥二级(坝索)电站厂房区的地质条件较为复杂,具有较多软弱夹层这一特点。根据地应力实测结果及地形、构造形迹资料,采用地应力场的边界荷载调整法和三维弹塑性有限元,对厂区的地应力场进行了反演,得到的地应力场反映了地形条件、地质构造等对地应力场的影响,为工程提供了较为合理的、可用的三维初始应力场。     

溧阳抽水蓄能电站尾水岔管区域初始地应力场研究

初始地应力场是岩石工程数值模拟与稳定分析的必要条件,可靠的初始地应力场是工程设计与施工的可靠性与安全性的前提。结合溧阳抽水蓄能电站尾水岔管区的地质条件及地应力实测资料,运用有限元数值分析方法,对该区域初始应力场进行回归反演分析,获得对应于地应力构成因素的回归系数,并得到整个工程区的岩体初始应力场,为尾水岔管区域的设计和施工提供了可靠的依据。