考虑复杂地质成因的工程区地应力场反演辣

地应力场多元线性回归是地应力场反演的主要方法之一,但当岩层地质成因复杂时,在反演中应合理考虑岩体地质成因。以国内某大型矿山复杂地质成因工程区地应力场反演为例,尝试在分析地质成因基础上,对现今的应力场进行分解,针对不同地质成因的地层边界施加不同的边界条件,基于线性叠加,利用多元线性回归分析法进行了地应力场反演。结果表明：考虑地质成因的地应力场反演结果符合一般应力场的分布规律,且反演精度高于不考虑地质成因的地应力场反演结果。     

基于XGBoost的初始地应力场修正反演法

为解决多元线性回归反演地应力场可能存在的非线性拟合不足问题,引入极端梯度提升（XGBoost）算法构建数学模型,对多元线性回归的反演结果进行修正,获得更加准确的初始地应力场。实际工程应用表明：通过地应力测点的修正反演值和实测值的对比分析,测试集的拟合误差降低约60%,且稳定性高,有效提高了反演结果的精度。     

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。     

云南某水电站地下厂房区地应力场模拟分析

结合水电站大型地下厂房区工程地质条件,建立三维有限元地质模型,利用钻孔中实测的三维地应力数据与有限元(ABAQUS)相结合,对地应力场进行多元线性回归分析,求得回归系数并建立多元线性回归方程。建立模型中各节点应力分量与坐标的函数关系,利用ABAQUS用户子程序反演模拟出地应力场,利用地应力场云图及矢量图分析判断地应力场发育规律,分析判断地下厂房区地应力大小与方向,结果表明,地下厂房区为中等地应力区,地下厂房在开挖过程中有发生轻微岩爆的可能。     

糯扎渡水电站厂房区三维地应力场反演分析

在分析糯扎渡水电站地下厂房区工程地质资料及地应力实测资料的基础上,建立了三维地质概化模型。对现有地应力场反演方法进行优缺点与适用性分析,确定采用应力回归反演法。根据应力回归法原理,借助三维有限差分程序FLAC3D,对施加应力边界条件和位移边界条件模拟构造作用的效果做了对比,确定采用施加位移边界条件模拟构造作用。同时考虑到研究区域总体地应力水平较低的实际情况,通过试算确定了模拟各构造作用的位移边界值的大小。通过模拟计算,获得了影响地应力场形成的各因素(自重与构造作用)单独作用下的基本应力场并提取得到测点处的计算应力值,继而形成回归分析样本数据,由此建立实测应力与自重应力分量及各基本构造作用应力分量间的多元线性回归关系,得到最优回归系数。对比实测与反演所得应力,两者在数值上的差值在可接受的范围内,方向上则基本接近。反演所得地应力场的规律性与依据实测数据所做的推断基本一致,可用于后续调压井及相关区域洞室开挖稳定性分析。     

丰宁抽水蓄能电站地下厂房初始地应力场反演

丰宁抽水蓄能电站是目前世界上最大的抽水蓄能电站,地下洞室群开挖规模巨大,围岩主要为中粗粒花岗岩,岩体存在蚀变现象,中小规模断层较发育。根据实测地应力资料,考虑自重与构造运动对初始地应力场的影响,基于三维有限差分法进行了地下厂房区域地应力场回归反演以及工程区应力特征分析。分析结果表明:地下厂房区域初始地应力以近东西向水平构造应力为主,叠加重力应力场。通过对反演分析得到的初始地应力结果与实测地应力相比,发现两者的量值及方位都较为一致,表明反演结果是合理可靠的。成果可作为后续稳定性分析和其他工作的参考。     

板岩区初始地应力场优化反演研究

初始地应力场是地下工程设计施工的初始条件,在工程建设中通常采用现场测量与数值反演相结合的手段确定.为了提高板岩区多元线性回归反演初始地应力场的计算精度,建立了一种随埋深和地形起伏变化的梯度位移边界条件,并选用横观各向同性弹性本构,用多元回归分析法进行板岩区初始地应力场的计算分析,并对板岩层面特性变化对板岩区地应力场分布...     

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 .     

三维初始地应力场反演与工程应用

初始地应力是大型地下洞室群设计与施工所要考虑的重要因素之一,根据实测地应力资料,采取三维有限元回归分析方法,能充分考虑岩体自重与构造应力的影响,利用多元线性回归原理,可得到计算区域的初始地应力场.基于实测地应力资料,对某水电站引水发电系统区的初始应力场进行了回归分析,结果表明,计算结果与实测值吻合较好,验证了地下洞室群初始布置方案的可行性,并进一步为洞室围岩稳定性分析和施工提供了资料.     

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。     

回归应力场下的大型地下岔管围岩稳定及衬砌结构分析

根据实测点反演研究区域的初始应力场是地下洞室围岩稳定性分析的首要工作。采用有限元模拟中常用的多元线性回归与逐步回归相结合的方法,结合某水电站地下尾水岔管段区域地形地质条件回归得到初始应力场,并在较准确的回归应力场下,研究该大型地下岔管在完建、运行和检修工况下衬砌厚度对围岩稳定及衬砌结构本身的影响,提出较合理的支护措施。     

太岳山深埋长隧道地应力场研究及其应用

山西省黎城至霍州高速公路的太岳山隧道属于典型的深埋长隧道,采用水压致裂方法对工程区ZK6勘探钻孔进行了地应力测试。测试数据表明：工程区原岩应力主要为水平构造应力,总体应力场特征呈典型的构造应力场类型,隧道围岩属高应力水平。基于实测结果,分析了水平主应力随埋藏深度的变化规律,并论述了侧压系数、侧压比与埋藏深度的关系。通过对初始应力场进行有限元数值模拟可得,实测值与回归值吻合较好,模拟结果也良好反映了该区地应力分布规律。在应力分析的基础上,探讨了地应力场与隧道轴线布置方向的关系、隧道开挖形状的选取和岩爆预测等工程应用问题。     

尼泊尔东北部某水电站引水隧洞初始地应力场反演分析

为了对尼泊尔东北部某水电站大埋深引水隧洞初始地应力场分布特征进行研究与评价,以现场水压致裂法地应力实测资料为基础,通过构建回归方程并拟合实测数据,采用三维有限元回归分析方法获得了工程区初始地应力场分布规律。应力场反演结果表明,测点位置处的应力回归计算值与现场实测值拟合程度较高,充分体现了回归结果的合理性。隧洞轴线所处区域水平构造应力场占主导地位,地应力水平总体为中-低地应力,但是在局部埋深较大的位置存在高-极高应力,发生岩爆的可能性较大。最大水平主应力与隧洞轴线的交角在隧洞出口附近较大,不利于围岩的稳定性。研究结果可为工程建设提供有效的数据支撑。     

某引水隧洞深埋软岩洞段围岩变形量敏感性分析

通过深入分析西南某深埋长引水隧洞软岩洞段地应力钻孔实测资料,得到了水平构造应力侧压系数随隧洞埋深的变化规律。在此基础上,采用快速应力边界法开展数值计算,探讨洞型、围岩类别、埋深等因素对该段围岩变形量的影响及其变化规律,开展了围岩变形量敏感性分析。结果表明,该洞段围岩变形量随围岩类别降低而增大,随埋深增加而增大。研究成果可为该类隧洞深埋软岩洞段开挖支护设计提供借鉴。     

小垂距交叉软岩隧道现场监测分析

针对公路与铁路小垂距交叉软岩隧道的特点,以云南某上穿公路隧道为背景,对该隧道右幅交叉段进行隧道净空收敛、围岩内部结构应力、围岩深部位移等项目的监测。根据监测结果,分析该隧道的围岩和支护结构的变形以及受力特点。结果表明,隧道右幅交叉段Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法开挖是可行的,能够有效地控制围岩变形,围岩稳定变形时间在30 d左右。监测成果可用于对隧道稳定性进行评估与预警,以便及时调整支护参数,保证隧道施工安全性。     

某水电站引水隧洞岩爆可能性判别及预测

新疆某水电站引水隧洞开挖中发生多次应变型零星岩爆,主要表现为劈裂破坏后成层剥落,给工程建设和人员设备安全带来较大威胁。在区域地应力场回归分析的基础上,针对依据现有规范无法得到爆坑深度及对非圆形洞室判断结果存在一定误差的不足,引入了硬脆性岩体破坏预测准则(m-0准则)。在对该准则进行适应性判别后,采用所提方法和规范方法对该水电站引水隧洞剩余洞段岩爆可能性进行了综合判别。结果表明:采用m-0准则可对爆坑深度进行有效预测,剩余洞段岩爆主要以片帮和连续剥落的轻微岩爆为主,局部洞段具有发生中等岩爆和强烈岩爆的可能性。研究结果可用于该工程后续洞段开挖支护设计,另可为类似深埋硬岩工程岩爆可能性判别提供一定的借鉴及参考。     

基于BP神经网络的三维地应力场反演分析

在工程地应力测试和试验洞变形监测结果综合分析的基础上,建立地质概化模型,试验洞施工开挖模型、地应力场分布模型。在此基础上,采用正交设计方法和神经网络进行了岩体地应力场三维变形反演分析,获得了岩体地应力场沿深度的分布规律。比较监测与计算位移,两者在量值上相当,在变形趋势上也基本相同,而且实测与计算所得地应力值较吻合,表明所获得岩体地应力场是基本合理的。     

高地温条件下深埋隧洞围岩温度—应力分析及施工对策

以位于西昆仑山区的齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞高地温洞段为例,初步分析了工程区隧洞高地温洞段大地热流背景及其形成机理,针对隧洞围岩的高地温分布特征,建立典型高地温洞段地质模型,利用有限元软件模拟隧洞施工贯通通水后的围岩岩体温度场,并由此来推断热应力对于围岩稳定性的影响。结果表明,围岩温度90℃以上、空气温度50℃以上的高地温洞段,内外温差大于10℃(里低外高),若采用无衬砌和一次支护方案对高地温洞段围岩进行支护,该洞段内大部分区域的最大主拉应力将超过C25混凝土的抗拉强度,易产生整体拉裂破坏;若采用钢筋混凝土衬砌结构方案,则可以通过增加衬砌结构的配筋量来降低其最大主应力值,此时隧洞围岩及衬砌结构均未出现整体拉裂破坏。研究成果能够为保证该高地温隧洞的安全运行提供可靠的设计依据。     

玉瓦水电站引水隧洞爆破开挖损伤特性研究

以玉瓦水电站引水隧洞的钻爆开挖为例,选取一典型开挖断面,利用三维动力有限元数值软件(LSDYNA)模拟分析了隧洞围岩在爆破开挖过程中的损伤演化过程,重点研究了围岩中实际存在的节理面以及初始地应力场对于爆破损伤演化特性的影响。研究结果表明:爆破开挖过程中,垂直于节理面方向上的损伤受到了抑制,而平行于节理面方向上的损伤被加剧;在较低地应力条件下,初始地应力场有助于减弱爆破损伤的发展。     

高地应力条件下隧道TBM施工岩爆分析

高应力条件下,地下工程在脆性岩体中施工很容易导致岩爆的发生。以N-J水电站大埋深引水隧洞为研究对象,首先采用应力解除法进行现场地应力测试,发现引水隧洞的地应力以构造应力为主,最大主应力达到了107 MPa,较高的地应力水平是导致现场岩爆发生的主要原因。为进一步分析引水隧洞岩爆规律,将地应力场转换至隧道局部坐标,在考虑地应力场剪应力影响的情况下,采用能量判据,通过数值方法计算得到了岩爆的分布范围。