兰州水源地工程超长输水隧洞初始地应力反演研究

兰州水源地工程输水隧洞全长31.29km,沿线地质条件复杂。为准确获得该超长输水隧洞沿线的初始地应力场分布情况,分别采用多元线性回归方法(方法1)和粒子群-神经网络智能反演方法(方法2)开展了初始地应力场研究。结果表明,兰州水源地工程输水隧洞沿线地应力属中等地应力场,以水平构造应力为主,埋深较大时(380m)逐渐转变为以自重应力场为主;两种方法所得地应力值均与实测值相近,方法2的计算精度较方法1高,但计算量约大4倍,因而大范围地应力估算时方法1具有计算量小、精度足够的优点,而局部范围地应力估算时方法2精度更高、效果更好。     

基于FLAC3D的多元线性回归法地下厂房初始地应力场反演重构

地下厂房初始地应力分布是影响厂房围岩稳定及工程设计的重要因素。根据某抽水蓄能电站地下厂房地应力实测资料及工程地质条件,建立有限元计算模型,基于FLAC3D计算了7种构造载荷下应力响应值,通过Matlab对地应力实测值与响应值进行了多元线性回归分析,实现了初始地应力场反演重构。结果表明,实测值与反演值复相关系数达0.982,反演模型精度较高;地下厂房水平主应力占主导地位,且NEE向主应力影响较大;重构地应力场最大压应力的方位角为72.9°～88.9°,与主厂房轴线夹角较小,表明地下厂房轴向选择较为合理。     

文登抽水蓄能电站地下厂房初始地应力场反演分析

文登抽水蓄能电站属于大(1)型电站,电站地下厂房区域地应力场受地质构造影响明显,局部测点的地应力结果无法直观反映整个区域的地应力场分布情况.为了获得电站地下厂房区域的初始地应力场分布情况,结合地应力实测结果、多元线性回归方法和三维有限差分法,对电站地下厂房区域的初始地应力场进行了反演,并基于反演结果对区域的地应力场特征进行了分析.结果表明,地下厂房区域的天然地应力场以水平构造应力为主,最大主应力与区域的断层走向近似平行,且与厂房纵轴线呈35°左右的夹角.     

极限学习机在初始地应力场反演中的应用

针对BP网络收敛速度慢、网络结构难确定、过拟合等缺点,提出将极限学习机(ELM)应用于区域地应力场反演计算中。利用FLAC3D软件进行正分析平衡计算,以实测点处应力值为网络输入,边界条件和岩石力学参数为网络输出,建立ELM反演模型。将该模型应用于某水电站地下厂房区地应力场反演分析中,计算结果与实测应力值拟合较好,说明该模型简单、实用,具有良好的泛化性和反演精度,可满足工程设计要求。研究成果为初始地应力场的反演计算提供了一种新思路。     

水电站调压室围岩的初始应力场反演分析

针对初始地应力的复杂性,基于某水电站引水发电区实测地应力资料建立了有限元数学模型,采用进化支持向量机和模拟退火算法反演计算了水电站调压室围岩的初始地应力场.结果表明,反演值与实测值较接近,满足设计要求,为围岩稳定计算提供了依据.     

基于FLAC3D和粒子群优化算法的初始地应力场反演

针对岩体初始地应力场反演分析需采用多次正向计算、效率较低、优化程序与正向数值计算程序需大量耦合等问题,利用FLA3D内嵌的FISH语言将FLAC3D正向数值计算与粒子群优化算法相结合编写了程序,以山东文登抽水蓄能电站地下洞室的初始地应力场为例,分析了反演的整个过程.结果表明,该法简单易实现、收敛速度较快,精度较高,为岩体初始应力场的反演提供了一种新思路.     

洪屏抽水蓄能电站地下厂房区初始应力场回归分析

介绍了初始地应力场回归分析的理论,提出了综合利用ANSYS、FLAC3D和FORTRAN三种工具求取地下厂房区三维初始地应力场的方法。以洪屏抽水蓄能电站为例,建立了地质概化计算模型和多元回归模型。通过多元回归分析求出了最优回归系数。计算表明,实测点的计算应力值与现场实测值接近,经过回归得到的地应力场是合理的。计算方法和计算结果为电站地下厂房区开挖模拟及稳定性分析提供了科学的依据。     

高地应力区水电站地下厂房分期开挖围岩稳定分析

根据某水电站地下厂区所处的地质环境,对初始地应力进行了反演分析,得知该场地为中高地应力场.在此基础上,根据地下厂房的布局及开挖顺序,采用FLAC3D软件建立了整体三维计算模型,对分期开挖过程中洞周的应力场、位移场和破坏区的分布规律进行了分析.结果表明,给定的开挖顺序和支护条件较有效地限制了围岩的破坏区发展和变形,改善了围岩的应力状态;但围岩条件相对于高地应力场来说较弱,深部开挖扰动难以控制,建议在局部位置应加强支护.     

基于地质和监测资料的地下洞室数值仿真模型概化分析

以某水电站大型调压井工程为研究背景,从介质类型、初始地应力场、主要结构面、地下水等方面进行概化分析,建立三维数值计算模型进行洞室施工模拟,分析了施工过程中围岩应力和位移的变化和分布规律,将计算位移与实测位移进行对比分析,得出一些有意义的结论。研究表明,工程区的计算本构模型和初始地应力场均对围岩的稳定性造成一定的影响;洞室施工期围岩较稳定;该水电站大型调压井工程选择弹塑性本构模型并施加构造应力场进行施工期数值模拟计算,更加接近真实的工程区围岩特性,可为其它相关工程问题的数值计算提供参考。     

基于多元线性回归的地下水开采可靠度模型

针对各种不确定性因素直接影响地下水资源评价结果的可靠性问题,基于多元线性回归模型的统计分析,以地下水开采可靠度为核心,提出了基于多元线性回归模型的地下水开采可靠性分析方法,结合传统多元回归分析与现代工程可靠性分析实现了基于多元线性回归的可靠度分析,并以淮北市地下水开采为例进行了计算分析.结果表明,该方法简单、实用、可行.