某水电站地下厂房区地应力场反演

初始地应力是分析工程中围岩稳定性与支护结构的重要参数之一.本文根据某水电站地下厂房区的地应力实测资料,考虑岩体的自重和地质历史构造运动对地应力场的影响,采用多元回归分析法对厂区地应力场进行多元线性回归分析.得出厂区初始地应力函数与应力分布变化规律.反演得到的地应力回归值与实测值在数值大小和应力方向上基本吻合,表明反演获得的地下厂区初始地应力场合理可靠,为地下厂房区的开挖及长期稳定性分析提供重要计算依据.     

基于有限元数学模型的隧道围岩初始地应力场反演

由于初始地应力场的分布是影响隧道围岩稳定性的重要因素之一,得合理有效地模拟地应力场的分布在隧道工程中的应用显的尤为重要.本文根据地应力实测数据和有限元数学模型,提出了区域构造应变回归分析方法.在此基础上结合工程实例,运用构造应变同归分析和当前应用广泛的边界应力同归分析两种方法模拟了隧道围岩的地应力场的分布,并对两种方法...     

阳江抽水蓄能电站地应力场回归分析

采用基于三维有限元正演分析、应力实测资料及将岩体自重和构造应力作为地应力的主要构成因素的多元线性回归方法,对阳江抽水蓄能电站的地应力场进行回归分析.通过拟合实测地应力资料获得对应于地应力构成因素的回归系数,进一步获得了整个工程区特别是重要工程部位的岩体应力分布.回归结果表明:工程部位岩体属中等应力水平,最大水平主应力方位随埋深的增加由EW方向至NWW方向偏转.文章最后揭示了工程局部应力场与区域应力场构造的关系.     

地应力场的回归分析与工程应用实例

分析地应力场产生的原因及影响因素，阐述地应力场的回归分析方法，以地应力测点实测资料为基础，建立三维地质模型和数值计算模型，对安徽响水涧抽水蓄能电站厂址区域地应力场进行多元线性回归反演分析。对比实测应力与反演所得应力，两者数值上的差值最大为1.28 MPa,总体误差较小。说明采用应力回归计算求得的初始地应力场能够较真实地反映工程实际情况，可为设计、施工提供有效参考。     

金川矿区地应力场特征

从地质构造、显微构造、地壳形变场和震机制等方面，探讨了金川矿区域应力场特征及其力源，地应力测量成果综合表明，金川矿区为一以水平残余构造应力的高地应力区，地应力场具有显的不均匀性、各向异性，地应力场的分布特征决定了矿区地下巷道的变形破坏规律。     

深部矿井三维地应力特征及其对巷道稳定性的影响

地应力是影响矿山地下工程围岩稳定性的重要因素之一.为了解狮子山矿区应力状态及分布规律,应用空心包体三轴应变计,采用套孔应力解除法对矿区开展了三维地应力实测.通过实测获得该矿区深部4个中段4个测点的三维应力状态.对实测数据系统分析,获得了矿区地应力场的分布特征,验证了狮子山矿区地应力场以水平构造应力为主导,最大水平主应力的走向为NNW-SSE向,最大、最小及中间主应力随深度基本呈线性增长关系.基于深部三维地应力实测结果和工程地质条件,采用FLAC3D软件分析了巷道轴向与最大主应力方向不同情况下巷道围岩的破坏情况.研究成果为狮子山矿区深部开拓工程和采场的合理布置提供了可靠的依据,对矿山后续安全高效生产具有重要的指导意义.     

褶皱区应力场分布规律及其对冲击矿压的影响

为探讨褶皱构造区应力场分布规律及其对冲击矿压的影响,采用FLAC2D数值模拟程序,研究了褶皱构造形成过程中的应力分布规律和工作面开采导致的局部应力场变化规律.结果表明,褶皱形成后,褶皱核部的最大水平应力比翼部大,翼部的最大水平应力比背斜处大,褶皱构造区具有初始地应力场分布的非均匀性;与仰采推进相比较,从背斜往向斜的方向俯采推进时,煤岩体内应力集中程度更高,褶皱区具有开采后局部地应力场变化的方向性.褶皱向斜部分是水平应力集中区,采掘时冲击危险性较高,而翼部、背斜处的冲击危险性次之;褶皱区工作面最有利的推进方向应是自向斜起往背斜方向推进.     

复杂地应力场反演优化算法及研究新进展

地应力是采矿工程和岩土工程设计与动力灾害防治的重要依据.地应力场反演是基于现场个别离散点应力测量结果,采用数力方法对目标区域的地应力分布的推算和拓展.本文系统介绍了区域地应力场反演和构建方法,重点阐述了他们的学术思想、应用领域以及优缺点,总结凝练了国内外学者在地应力反演算法和工程运用中作出的改进和创新,特别是非线性数理方法在地应力场反演应用中的新进展.本文提出了一种新的地应力场计算的非线性优化新算法——替代模型加速优化算法,该方法能够保证高精度、快速获得全局最优解.为了适用大规模地应力场反演,发展了能产生降阶和特征提取作用的特征正交分解地应力反演优化算法.最后,提出面向深部岩石工程和地质灾害防治的地应力场研究发展方向.     

邢台矿区三维地应力测量及应力场分析

介绍了空心包体法地应力测量的原理、特点及在邢台矿区４个矿井进行三维地应力测量的主要过程,并且对测量结果进行了分析．结果表明：邢台矿区浅部以自重应力为主,深部构造应力显著,最大主应力为北东偏北向的近水平压应力．测量结果与华北地区地应力场总体变化规律吻合．     

基于构造控制的地应力人工神经网络反演研究

在赵楼井田地质构造和地应力场研究的基础上,提出以构造指标优化人工神经网络(ANN)模型的建模方案.实测了井田地应力的大小和方位,结合有限元数值模拟分析了地应力场的分布特征.通过构建具有构造意义的输入指标:岩组相对强度(I),断层相对距离(D),建立了5×7×3结构的3层BP神经网络模型对地应力进行反演,并与不含构造指标的ANN模型进行对比.结果表明:输入层包含构造指标的ANN模型具有高效性、鲁棒性,反演结果的平均误差仅为4.8%～6.6%,精度较之于不含构造指标的ANN模型提高了1个数量级.在应用ANN反演地应力中,应当重视地质构造对地应力的控制作用,构建具有构造意义的输入指标是提高反演地应力效果的关键.     

基于二次应力实测值的初始应力场反分析法 及其工程应用

初始应力场对于岩土工程数值计算至关重要,但通常难以准确确定.目前,由现场实测资料反演初始地应力场的方法很多,且各有优势.与以往不同,作者提出了在隧道等地下工程二维计算中,以现场实测的二次应力来确定计算模型的边界条件,从而得到与实际相符的初始应力场来进行反演分析的新思路和新方法,获得了十分满意的效果,该法较以往方法经济、准确,且容易操作,可为今后同类课题借鉴.结合实际工程,采用该方法得到了计算分析域的初始应力场的分布规律,与实测结果基本一致,证明了该方法的正确性和实用性.     

韩城矿区地应力特征及其对煤层气开发的影响

采用数学计算法,结合韩城矿区实际生产数据,探讨地应力的分布特征及其对煤层气开发的影响。研究发现,横向上矿区西部的最小水平应力值一般大于东部,纵向上应力值呈现先减少后增大的趋势。随着地应力增加,煤体结构向糜棱煤转化,煤储层渗透能力减小。韩城矿区水平主应力差异系数以小于0.47为主,稳产期日产量随着差异系数的增加而增加。地应力等值线图与煤层气产气量等值线图在平面上有较好的吻合性。     

基于孔内立体像对成像的地应力方向测量方法研究

深部岩体地应力的测量对岩土力学与工程地质具有重要的意义。由于传统的地应力测试过程较为复杂,在深孔中更是难以实现,因此,本文提出了一种利用全景立体钻孔成像技术和受力状态下钻孔形态特征来快速、有效、准确地确定地应力方向的测量方法。该方法利用基于双锥镜成像原理的全景立体钻孔成像技术获得钻孔孔壁同一位置不同视角的两幅立体像对图像,通过对像对图像构建钻孔孔径形态数值,进而刻画钻孔孔壁的几何形态特征。再根据地应力的作用下圆形钻孔孔壁变成椭圆形孔壁,进而推导并给出了圆形孔壁变成椭圆之后的标准椭圆方程,并建立了椭圆形态参数与地应力方向的关系。据此,再结合全景立体钻孔成像技术获得钻孔孔壁的几何形态（椭圆形孔径）,从而计算出椭圆长轴与坐标轴的方向,进而测得了孔内的地应力方向。最后利用标准模型进行模拟测试,结果表明该方法测量的钻孔几何形态方向与实际的应力方向保持一致,验证了该方法的正确性和可靠性。该方法应用了最新的钻孔成像技术,在不依赖于岩体物性参数的前提下,实现了基于钻孔形态的地应力方向的直接获取,为深部岩体地应力的测量提供了一种新的途径和测试方法。     

三维初始地应力场反演以及SPSS软件的应用

结合某水电站地下厂房区工程地质条件以及实测地应力资料,分析研究了区域初始地应力的影响因素.在各影响因素单独作用下,采用FLAC^3D计算程序对建立的三维地质概化模型进行计算,在应力实测值和应力回归值之间建立多元回归模型,通过多元回归分析,求出最优回归系数,从而获得初始地应力场分布规律.为了说明计算范围对初始地应力场的影响,对工程区域分别取大小模型进行计算.数值计算结果表明,对于处于高山地区的工程,地应力回归时要选择大模型.并且使用SPSS(statistical package for the social science)软件对应力进行统计分析,可得到工程区域内的初始应力函数.     

多元多方程地应力反演与工程应用研究

在分析某水电站地下厂房区工程地质条件以及实测地应力的基础上,借助有限元计算工具MATLAB,对各影响因素共同作用下的三维地质模型进行了计算。通过分析各测点的实测值与回归值之间的数值关系,建立了多元回归模型,求出最优回归系数,从而获得初始地应力场的分布规律。首次考虑了各应力分量之间的联系与相互独立性,得到了更合理的应力场分布。结果显示实测点处地应力的计算值与实测值吻合较好,表明经过回归得到的地应力场是合理的。     

地应力在解除过程中释放的规律

本文按空间问题计算得到了岩芯中地应力在钻探过程中释放的规律,找出了岩芯中残留地应力与解除深度的关系,最大残留地应力出现的深度,残留地应力的最大相对系数,以及残留地应力状态随解除深度的变化规律。最后,推导出了各种地应力组合状态下,岩芯破裂始点应力公式。     

Theoretical and experimental analysis on the mechanism of the Kaiser effect of acoustic emission in brittle rocks

The Kaiser effect is formally described as the absence of detectable acoustic emission （AE） events until the load imposed on the material exceeds the previous applied level and is usually used to estimate geostress. By focusing on the heterogeneity of rock material, the mechanism of the Kaiser effect under cyclic loading is analyzed based on statistic damage mechanics. Two groups of granite specimens have been cyclically loaded with two different loading paths to verify the theoretical results. The heterogeneity of rock is the real reason that causes irrecoverable damage on the Kaiser effect of acoustic emission in cyclic loading. The Kaiser effect reflects the damaged state in rocks rather than the previous stress imposed on it. Applications for using the Kaiser effect to estimate geostress were discussed here. It is shown that the commonly used uniaxial loading method for estimating geostress is not in accor- dance with the theoretical and experimental results. The analysis is of importance to use the Kaiser effect correctly for estimating geostress or in other fields. 2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

岩体初始地应力场计算模型自动生成与快速反演

对AutoCAD进行了面向对象二次开发,利用程序自动读取CAD地形图地面高程并快速生成反映地表起伏变化的三维有限元计算网格模型.采用三维非线性有限元反演回归分析计算方法,提出了三维应力侧压系数函数拟合法,通过三维有限元开挖模拟反演岩体初始地应力场.对蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区域初始地应力场进行了反演回归分析,结果表明:实测点地应力拟合较好,该方法计算快速准确,较合理地反映了地形地貌对初始地应力场规律的影响.     

边坡初始地应力场的应力函数与有限元联合反演法

利用应力函数及有限元方法，建立用待定参数表示的初始应力场，通过和实测应力值比较，用优化方法计算待定参数值，算得初始地应力场．该法能考虑岩体结构、岩性及地形等因素对初始应力场的影响．实际工程算例表明，这种方法具有良好的实用价值．