罗湖断裂带地应力场三维有限元模拟分析

罗湖断裂带位于深圳—五华断裂带的南西段,由13条NE向断层和6条NW向断层组成,断裂分布密集。该断裂带位于深圳市区,周围高楼林立,其中的F8断裂被证实为活断层并于1994年曾有过异常活动,因而对于该断裂带的构造活动性进行研究意义重大。在对罗湖断裂带地质特征研究的基础上,建立起三维地质模型,采用弹塑性有限元法对断裂带地应力场进行数值模拟。根据模拟结果,分析罗湖断裂带地应力的分布特征、断层存在对地应力场的影响,并在此基础上对断裂带的构造稳定性进行分析。研究表明,断裂带的存在对地应力大小、方向、连续性、应力集中程度有明显影响;局部位置存在塑性破坏区,构造稳定性稍差,存在进一步活动的趋势,尤以F8,F9断裂北西段为甚。由于塑性破坏的发生会导致应力某种程度的释放,从而使应力集中程度较低,断层的活动将以蠕滑方式为主,不足以形成中强地震。     

鲁布革地下厂房区平面初始地应力场分析

初始地应力场是大型地下厂房设计施工的基础资料。本文根据鲁布革工程厂房区的地质地形条件,勘测试验资料和实测地应力值,用有限单元法和多元回归分析求解地应力场,并对地应力场的特征进行了成因上的分析。 所得成果在地下厂房的方案选型和围岩稳定分析中得到应用。     

某矿区基于ANSYS的初始地应力场回归分析

结合某矿区地形地质资料,利用7个测点的实测资料运用三维有限元回归分析的方法模拟了矿区的地应力场状况,分析结果表明计算值与实测值吻合较好,可为地下工程设计提供依据。     

高地温高地应力下岩体初始地应力场反演分析

目前,在高地温高地应力环境下,未见报道在反演过程中考虑地温,从而导致反演得到的初始地应力场与实际不符。为使反演得到的初始地应力场更加符合实际,首次提出考虑地温的岩体初始地应力场反演思路。在高地温高地应力环境下,岩体初始地应力场可近似由重力应力场、构造应力场及温度应力场组成。而岩体温度应力场可结合地温梯度法并依据岩体热应力公式近似得到,再通过叠加原理将温度应力场叠加到重力及构造应力场中即可得到与高地温相符的岩体初始地应力场。在水压致裂法测得的3个主应力中,垂直应力是通过上覆岩层的实测密度计算而来,即垂直应力不包含温度应力,故在高地温高地应力环境下,若不考虑地温,则采用水压致裂法测得的应力反演岩体初始地应力场将造成严重错误。例如在桑珠岭隧址区,岩体的温度应力大约为自重应力的8/13,即在反演过程中如果不考虑地温,则反演得到的岩体初始地应力场将缺失占重力应力场8/13的竖向温度应力场,且考虑地温的反演结果较不考虑地温更好。     

深钻孔地应力测试技术与地应力场分析方法

本文概述了深钻孔地应力的量测和依据不同深度的实测资料进行地应力场分析的原理和方法,并介绍了某抽水蓄能电站地下厂房区进行地应力量测和地应力场分析的某些成果。     

基于应力函数法的初始地应力场反演研究综述

地应力是地下工程建设中的基本荷载,是工程设计与施工的重要参考指标,准确表达出工程区域初始地应力场的分布规律与量值特征,具有重要的现实意义。通过查阅国内外大量的相关研究文献,文章以应力函数法为研究基础,系统地介绍了该法在实践过程中发展的多种初始地应力场反演方法,总结了各种方法的基本思想、实现过程、工程应用特征和优缺点。最后,基于各方法在具体工程实践过程中存在的问题,提出了复杂地下工程初始地应力场反演尚需进一步完善的若干方向。     

溪洛渡水电站坝区初始地应力场反演分析研究

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。由实测地应力资料反演初始地应力场的方法很多，且各有优势。根据溪洛渡水电站工程坝区地应力的实测资料，采用有限单元法，结合多元线性回归方法、神经网络方法和遗传算法，分别反演求得整个坝区的初始地应力场。比较发现3种方法反演计算的结果非常接近，且均能模拟实际地应力场的分布规律。进一步的分析结果表明，由于溪洛渡水电站工程坝区在天然情况下岩体的屈服范围很小，坝区初始地应力场的非线性特征不明显，故线性回归分析方法即可满足要求。同时，研究还表明，在结果均能满足要求的前提下，回归分析方法与神经网络方法和遗传算法相比具有更方便快捷、易于掌握、唯一解的优势。     

乌鞘岭隧道三维地应力场多元有限元 回归拓展分析

 采用三维有限元多元回归分析方法,基于有限测点的地应力量测结果,拓展分析隧道区原始宏观地应力场。建立隧道区两个大规模三维计算模型,通过有限元分析软件ANSYS对重力、水平挤压和剪切等4种工况的构造应力场分别进行计算。编制三维地应力场多元回归分析计算机软件MEBA以及与ANSYS的接口程序MEBAC,实现地应力场的多元回归拓展分析,着重分析乌鞘岭隧道岭脊地段的复杂应力状况、应力值的宏观大小和规律,特别是F4,F5,F6,F7断层及其附近的应力状况。宏观地应力场的分析结果表明,乌鞘岭隧道宏观地应力场的主应力方向为N21.2°E,与隧道轴线的夹角为38.2°,断层区隧道衬砌具有纵向挤压和横向受力不对称的特点。区段地应力值高,在隧道轴线位置,最大垂直地应力为32.10 MPa,垂直于隧道轴线方向最大水平地应力为21.72 MPa。宏观地应力场的分析结果对工程的动态设计与施工具有重要参考价值。     

某水电站地下厂房区初始地应力场回归分析

结合某抽水蓄能电站地下厂房区工程地质条件以及实测地应力资料,分析影响区域初始地应力的因素;在ANSYS中实现对工程区初始地应力的三维有限元回归计算;在实测地应力值与计算得到的地应力值之间建立多元线性回归模型,求出各回归系数,结果表明该方法可靠实用;并为地下厂房的稳定性分析提供了合理的初始地应力场.     

Hoek-Brown准则在初始地应力场评估中的应用研究

以基于岩体波速的Hoek-Brown准则为理论基础,根据岩体的稳定性条件建立了初始地应力场中水平地应力σ_H取值范围的计算模型,并通过已有的地应力测量数据验证了计算模型的合理性。在该计算模型的基础上,对平均水平地应力σ_Hmean、水平地应力和垂直地应力的比值σ_H/σ_V、侧压系数λ沿深度h的分布特征进行了研究,从岩体稳定性的角度较合理的解释了σ_H/σ_V在地层中的分布现象。在给定σ_Hmean和λ沿h分布的边界条件的基础上,建立了σ_Hmean和h之间、λ和h之间的非线性函数关系式,并将后者应用于工程实例中的初始地应力场计算。结果表明:在此初始地应力场条件下模拟出的岩体开挖后的应力和位移分布与现场地质调查情况基本相符,在地应力资料缺乏的情况下为初始地应力场评估提供了新的思路和方法。     

三峡坝址区花岗岩全风化带渗流参数研究

介绍了三峡工程坝址区花岗岩全风化带的基本特征及其渗流参数实验研究结果,包括通过现场实验、室内原装样和扰动样实验取得的饱和渗透系数、非饱和水分特征曲线,分析了不同实验对花岗岩全风化带渗流特性的不同反映,指出了不同实验结果的意义和使用条件。     

土在冻结过程中的温度场研究

在冻结法施工中,冻土帷幕的三维温度场预测是一个重要内容。首先对土冻结过程中的热传递现象进行了定性分析,然后通过相关资料演绎了冻土温度场的理论计算公式和热物理参数公式,最后应用有限元软件ABAQUS并结合模型槽冻结实验,在考虑相变潜热的基础上,建立了1根水平冻结管、2根水平冻结管、3根冻结管(2根水平冻结管+1根倾斜冻结管)的三维温度场模型。通过对不同模型三维温度场的比较,得到了冻结管数量、布置方式对冻土帷幕的形成速度和范围的影响。通过与相关测点测试数据的比对,建立了土体温度随时间的变化曲线,揭示了土体在人工冻结过程中的三维温度场发展变化规律。     

水库增效扩容的拱坝三维有限元分析

本文采用三维有限元分析方法,对广西某水库扩容前后的拱坝进行了应力和位移分析。结果表明：水库扩容后．坝体位移均比扩容前有所增加。虽然坝体的等效应力极值也在增加,但都能满足规范要求。     

复合路面荷载应力的三维有限元分析

讨论了采用防水卷材与土工织物组成复合物作为应力吸收层应用于复合路面,对路面荷载应力的分析。结合复合物的技术性能,分析了复合物防治反射裂缝的机理。利用ANSYS有限元计算程序进行复合路面荷载力学响应分析,包括模型建立和参数确定;计算分析一定板长下板宽变化、既定板块尺寸下应力吸收层设置与否、基层模量变化等对沥青加铺层的力学响应。最后论证复合物防治反射裂缝的必要性与有效性。     

强夯法处理某野外放飞试验场膨胀土新素填土地基的工程实践

简要介绍了采用强夯处理某野外放飞试验场膨胀土新素填土软弱地基，为江淮丘陵坳沟洼地开发建设场地广泛分布此层新素填土地基处理提供了一次有参考作用的岩土工程实践。     

浅谈小型土石坝水库除险加固工程中的地质勘察

目前,各级政府部门加大了对小型土石坝除险加固工程的资金投入力度和治理力度,启动千库保安除险加固工程。本文通过对小型土石坝水库除险加固中的病害问题和因特殊原因存在的较多工程地质问题的浅述,阐述了工程地质勘察存在的主要问题,介绍了小型土石坝水库除险加固工程中如何全面客观地反映小型土石坝病害险情,并分析了病害险情产生的原因,说明除险加固工程中地质勘察工作的重要性。简单总结了小型土石坝水库除险加固工程中地质勘察的内容、依据、原则、流程、方法及工作量布置。指出地质勘察工作要充分重视已有的资料分析和现场地质调研,勘察目的要明确,勘察方法和内容要因病因险制宜,勘察重点要突出,这样才能较合理地提供各种地质参数,并为工程除险加固提出处理措施和建议。同时结合工程实例加以分析说明。     

三峡工程大坝坝基渗控分析

根据三峡二期工程施工揭露的地质、水文地质情况,建立了坝基渗控计算的三维双重介质数值模型。考虑到排水孔间距、方向、深度、帷幕、排水孔的有效性及排水孔的出水能力等众多因素,计算分析、论证了三峡工程坝基渗控方案。结果表明,三峡工程现有设计的坝基帷幕、排水系统是留有余地和安全、可靠的。     

大型粉煤灰场地软地基处理工程实例

粉喷桩是一种常见的软地基加固方法,介绍了用粉喷桩加固大型粉煤灰排放场地的工程实例的技术参数和施工要点,并对施工中所取得的经验进行了介绍。     

三孔正交法地应力测试原理

文章较为详细的介绍了一种简单而实用的地应力测试原理,目的在于为我国煤矿井下地应力测试提供一种简便易行的测试手段,同时对现有的地应力测试方法进行补充与完善。文章依据弹性力学基本原理,以轴对称圆孔的孔边应力分布规律为研究出发点,依据三个相互正交测试孔获得的致裂方程和固体力学中的应力状态理论,计算获得测试点处主应力、最大与最小水平应力和构造应力的大小与方位。该原理经现场应用,效果很好。研究成果弥补了目前煤矿井下地应力测试精度难以把握的缺陷,对我国矿山地应力测试方法的研究与完善具有较大的参考价值。     

穿越地裂缝带的地下综合管廊结构应力预测研究

地裂缝活动使得地下综合管廊结构应力不断增大,进而达到混凝土抗拉、抗压强度设计值,造成管廊结构的破坏。因此,以西安幸福林带地下综合管廊工程为研究载体,基于有限元数值模拟综合管廊应力分析结果,建立适当的结构应力与地裂缝错动量之间的预测模型,对结构应力规律进行预测。研究表明:地下综合管廊与地裂缝斜交66°和正交时,综合管廊结构最大主应力出现在管廊下盘位置;采用二次曲线指数平滑法,将α=0.9作为平滑系数对地下综合管廊结构应力构建预测模型进行预测时,预测结果相对误差均小于5%,可达到较为理想的预测效果。该研究成果对地裂缝活动下地下综合管廊结构安全稳定性的有效保证具有重要的意义。