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.     

双江口水电站初始地应力场反演回归分析

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.根据双江口水电站工程区域实际地质条件以及实测地应力资料,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构的地质模型.采用快速拉格朗日计算程序FLAC3D对建立的三维地质概化模型进行计算,在实测点地应力值与计算得到的应力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.通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较,两者在量值上相当且方向上接近,表明经过回归得到的地应力场是合理的,为双江口水电站地下厂房的开挖模拟及长期稳定性分析提供了合理的三维初始地应力场.     

双江口水电站初始地应力场反演回归分析

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.根据双江口水电站工程区域实际地质条件以及实测地应力资料,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构的地质模型.采用快速拉格朗日计算程序FLAC3D对建立的三维地质概化模型进行计算,在实测点地应力值与计算得到的应力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.通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较,两者在量值上相当且方向上接近,表明经过回归得到的地应力场是合理的,为双江口水电站地下厂房的开挖模拟及长期稳定性分析提供了合理的三维初始地应力场.     

深部地应力实测与巷道稳定性研究

初始地应力是地下工程围岩稳定与支护结构设计的一个基本参数.在山东唐口煤矿井下回风石门、西翼辅助运输石门不同构造部位的三个测点采用空心包体应力解除法进行了现场应力实测工作.测点的埋深达1024~1030m.文章详细介绍了三维地应力及其主应力的计算原理,并根据矿区实测地应力资料,分析了矿井地应力大小、方向变化和分布特征,进而获得了该矿区地应力的定性及定量资料,还初步分析了地应力对巷道稳定性的影响,为巷道的支护结构设计工作提供可靠依据.     

考虑天然渗流场影响的地应力场反演回归分析及应用

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,借助有限元计算工具ABAQUS,对影响因素单独作用下的三维地质概化模型进行计算.在应力实测值和应力计算回归值之间建立多元回归模型,求出最优回归系数,从而获得初始地应力场分布规律.本文首次将天然渗流场作为影响因素,对厂房区初始地应力场进行了回归分析,并与未考虑渗流场的情况作了比较,得到了更合理的应力场分布.同时根据反演结果对地下厂房洞室不同开挖顺序做了分析比较.计算结果表明,经过适当优化后的开挖顺序是安全可行的,各主要洞室群总体稳定性较好.     

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。     

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.     

考虑天然渗流场影响的地应力场反演回归分析及应用

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,借助有限元计算工具ABAQUS,对影响因素单独作用下的三维地质概化模型进行计算．在应力实测值和应力计算回归值之间建立多元回归模型,求出最优回归系数,从而获得初始地应力场分布规律．首次将天然渗流场作为影响因素,对厂房区初始地应力场进行了回归分析,并与未考虑渗流场的情况作了比较,得到了更合理的应力场分布．根据反演结果对地下厂房洞室不同开挖顺序做了分析比较、计算结果表明,经过适当优化后的开挖顺序是安全可行的,各主要洞室群总体稳定性较好。     

大型地下洞室围岩稳定性数值模拟分析

结合泰安抽水蓄能电站的工程建设实际,在现场地质调查和场区地勘资料分析的基础上,深入分析了工程区的地质力学环境条件,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构和地应力环境条件的力学模型.以地应力实测结果为参照依据,采用线性有限元法反演分析了初始地应力场,采用非线性有限元方法模拟了地下厂房等主要洞室开挖施工与支护过程中的围岩应力和稳定性状况,全面论证了大型地下洞室开挖方案的可行性,揭示了大型地下洞室不同开挖阶段应力的集中部位和围岩的潜在破坏部位.     

锦屏一级水电站左岸边坡高地应力区卸荷松弛特征及其控制措施

岩体开挖卸荷松弛效应对边坡的稳定性影响巨大,如何控制岩体卸荷松弛程度非常重要。以锦屏一级水电站左岸高边坡为研究对象,区域3维地应力场反分析结果表明:工程区域内地应力水平较高,水平构造应力较大,河床处的最大主应力达到40～50 MPa。施工期声波波速及钻孔变模的测试数据表明:边坡高地应力区的岩体卸荷松弛现象非常明显,岩体卸荷松弛深度随着地应力的增大而增大。边坡高地应力区开展的先挖后锚和先锚后挖的两种岩体卸荷松弛控制试验表明:先锚后挖能够有效地改善岩体的应力释放,同时能够较好地控制岩体的变形。     

复杂工程地质体地应力场智能反演

地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测量结果,开展工程地质体的地应力场反演研究.首先,建立矿区工程地质体三维数值模型,并采用正交数值分析和遗传规划算法,建立地应力与岩体参数和侧压系数的函数关系;然后,根据实测的地应力值与计算的地应力值之差平方和最小为优化目标,建立工程地质体的地应力场反演优化模型.采用遗传算法求解,获得矿区岩体参数和侧压系数;最后,将其代入数值模型进行正分析由此获得初始地应力场.通过4个测点地应力测量值与反演值对比分析可知,反演地应力的最大误差为16%,最小误差仅为0.62%.研究结果表明,地应力智能反演方法可用于复杂工程地质体的地应力场反演,且获得的地应力场满足地质工程分析所需要的精度.     

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...     

An Estimation Method of Stress in Soft Rock Based on In-situ Measured Stress in Hard Rock

The law of variation of deep rock stress in gravitational and tectonic stress fields is analyzed based on the Hoek-Brown strength criterion. In the gravitational stress field, the rocks in the shallow area are in an elastic state and the deep, relatively soft rock may be in a plastic state. However, in the tectonic stress field, the relatively soft rock in the shallow area is in a plastic state and the deep rock in an elastic state. A method is proposed to estimate stress values in coal and soft rock based on in-situ measurements of hard rock. Our estimation method relates to the type of stress field and stress state. The equations of rock stress in various stress states are presented for the elastic, plastic and critical states. The critical state is a special stress state, which indicates the conversion of the elastic to the plastic state in the gravitational stress field and the conversion of the plastic to the elastic state in the tectonic stress field. Two cases studies show that the estimation method is feasible.     

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．     

An investigation of machine learning techniques to estimate minimum horizontal stress magnitude from borehole breakout

Borehole breakout is a widely utilised phenomenon in horizontal stress orientation determination, and breakout geometrical parameters, such as width and depth, have been used to estimate both horizontal stress magnitudes. However, the accuracy of minimum horizontal stress estimation from borehole breakout remains relatively low in comparison to maximum horizontal stress estimation. This paper aims to compare and improve the minimum horizontal stress estimation via a number of machine learning (ML) regression techniques, including parametric and non-parametric models, which have rarely been explored. ML models were trained based on 79 laboratory data from published literature and validated against 23 field data. A systematic bias was observed in the prediction for the validation dataset whenever the horizontal stress value exceeded the maximum value in the training data. Nevertheless, the pattern was captured, and the removal of systematic bias showed that the artificial neural network is capable of predicting the minimum horizontal stress with an average error rate of 10.16% and a root mean square error of 3.87 MPa when compared to actual values obtained through conventional in-situ measurement techniques. This is a meaningful improvement considering the importance of in-situ stress knowledge for underground operations and the availability of borehole breakout data.     

应力解除法若干新技术在某金矿地应力场测量中的应用

本文介绍了胶东某金矿地应力场测量的原理，方法和结果。为了提高测量结果的可靠性和精度，在测量和结果计算过程中使用了一系列技术。实测矿区地应力场显示出良好的规律和与区域构造应力场的一致性。     

四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,这是继汶川地震后发生在龙门山断裂带上的又一次强震。在介绍芦山地震的基本特征及发震构造环境基础上,利用区域内172个震源机制解资料对区域构造应力场进行了计算,特别对龙门山应力区内各类应力数据的最大主应力方向进行了分析。结果表明:龙门山应力区目前处于近东西向的挤压构造应力环境中;区域最大主应力方向在横向上从巴颜喀拉块体的北东—南西向到龙门山块体的近东西向,再到华南块体的北西西—南东东向,表现为顺时针方向的旋转;区域最大主应力在纵向上从柴达木—秦岭块体的北东东—南西西向到龙门山块体的近东西向,再到川滇块体的北西—南东向,亦表现为顺时针方向的旋转;应力方向在不同块体间的转变,反映了青藏高原东缘巴颜喀拉块体在进行南东向水平运动挤压龙门山地块时,由于受到华南地块特别是四川盆地的强烈阻挡,导致龙门山推覆构造带表现为明显的地壳缩短和山体隆升。     

柴达木盆地东部中生代以来构造应力场及构造演化

柴达木盆地具有复杂的构造演化史,周围三大板块对盆地的构造改造、演化有重要的控制作用。基于野外基础地质资料,利用德令哈及周缘地区构造要素测量分析、ASR法地应力测量、构造演化史剖面分析,阐述古、今地应力状态及可能的转变,从动力学机制方面分析柴达木盆地东部构造变形的主导因素,并对中生代以来构造演化过程进行探讨。该构造演化过程分为5个阶段:①晚二叠世—三叠纪抬升剥蚀阶段,受NE—SW向挤压;②早—中侏罗世伸展断陷阶段,受SN向弱拉张形成了一些差异断陷沉降带(如德令哈凹陷等),阿尔金断裂、柴达木盆地东部均发生左旋走滑;③晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,白垩纪应力场转变为NE—SW向挤压,阿尔金断裂左旋走滑,柴达木盆地东部受挤压应力作用单纯地向祁连山产生推覆;④古近纪挤压断陷-坳陷阶段,受近SN向挤压应力作用,阿尔金断裂强烈右滑,沿NW—SE向的分量可使柴达木盆地东部发生右旋走滑运动;⑤新近纪—第四纪阶段,柴达木盆地遭受强烈挤压,近SN向挤压应力作用在喜山晚期达到最强,奠定了柴达木盆地现今构造格局。     

Stress Measurement with an Improved Hollow Inclusion Technique In Jinchuan Nickel Mine

Borehole overcoring stress measurement with an improved hollow inclusion technique was carried out at 10 points on 3 levels in Jinchuan nickel mine which is situated in north-west of China. Through the measurement, 3-D in situ stress state at the measuring points and distribution characteristics of the stress field in the mine were obtained. The stress state in Jinchuan mine is dominated by the horizontal tectonic stress field. The maximum principal stress is horizontal which is about twice the weight of the overburden and its orientation is approximately vertical to the regional tectonic line. The difference between two horizontal principal stresses is quite large which is an important reason to cause failure of underground excavations.