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.     

丹江口库区初始地应力场的反演

根据丹江口库区的地质构造,考虑断裂破碎带和岩石力学参数随埋深变化,建立计算模型,反演分析了库区的初始地应力场,结果表明:1)库区地应力的临界深度在1km埋深附近;2)水平方向两个主应力,在埋深750m范围内X轴方向为主压应力,随埋深由13MPa增至23MPa,Y轴方向为主拉应力,随埋深由12MPa减至0,埋深750m以下两个坐标轴方向均为主压应力且随埋深增加;3)两个水平主应力差在埋深10km范围内随埋深基本呈线性增加,大约10km深处急剧减小,20km以外基本消失,岩体处于静水压力状态.     

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...     

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.     

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。     

基于IA-BP智能算法的初始地应力场反演研究

初始地应力场是地下工程设计与施工的重要依据,在实际工程中难以精准测得,为了能较准确地获得初始地应力场的分布规律,提出将免疫算法与BP神经网络相结合（IA-BP）的算法对初始地应力场进行反演研究。免疫算法优化BP神经网络就是将BP神经网络的连接权值和阈值作为免疫算法中的抗体进行编码。该混合算法既可以利用免疫算法全局寻优的特点快速搜索到全局最优解或次优解附近,又可以采用BP算法避免在最优解和次优解附近发生震荡,对其进行局部优化,从而达到快速收敛全局最优解的目的。通过COMSOL分别构建平面边坡模型及三维立体模型,对其进行正分析计算,将计算的结果作为“实测值”,对地应力进行反演分析,并将IA-BP算法反演的结果与PSO-BP算法及多元线性回归算法的反演结果进行对比。结果表明：二维边坡模型下,IA-BP算法反演结果误差更小。三维模型下,IA-BP算法所得实测值与反演值之间的相对误差的绝对值为0%~10.64%（平均为3.39%）,PSO-BP算法所得实测值与反演值之间相对误差的绝对值为0%~48.39%（平均为6.93%）,多元线性回归算法所得实测值与反演值之间相对误差的绝对值为0.55%~121.95%（平均为21.87%）,通过对比可知,IA-BP算法整体反演结果精度最高。无论是平面模型还是三维模型,利用IA-BP算法反演出的结果与其他两种算法反演的结果相比,误差更小。将IA-BP智能算法运用到地应力场的反演研究中,可以为地下工程的建设提供依据。     

初始地应力场的灰色计算模型

本文简要介绍灰色系统理论,并将其应用于岩体初始地应力场分析.最后,给出两个实例,分别用本文的方法和概率回归分析法进行了比较。     

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.     

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.     

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．     

用湿度应力场理论分析膨胀岩巷道围岩变形

本文在文献［１，２］提出的膨胀岩体中的湿度应力场理论的基础上，编制了非线性大变形有限元计算程序，并以软岩巷道围岩遇水作用问题为例，用湿度应力场理论分析计算了围岩大变形问题。计算表明，湿度应力场理论克服了以往各种岩石膨胀理论的缺陷，可以综合分析膨胀岩土工程中水、载荷（原岩应力、自重等）、支护等对围岩的共同作用问题。     

铁路隧道围岩与衬砌相互作用有限元分析

借助于荷载-结构模型,研究了铁路隧道复合衬砌承载水压力的受力情况。通过分析表明,衬砌中的初期支护和二次衬砌一般要共同承担荷载,二次衬砌的受力往往大于初期支护的受力,而且在初期支护与二次衬砌间存在不均匀压力。由此可见在设计时合理考虑衬砌结构间的荷载分配比例是很有必要的。     

深井巷道围岩应力场、应变场和温度场耦合作用研究

建立了耦合条件下岩体的应力-应变关系,推导出不同变温范围条件下巷道围岩的应力和应变.实例计算表明巷道围岩在耦合情况下比非耦合情况下的切向应力、周边位移、破碎区和塑性区半径都有较大的增加,并提出了提高耦合条件下改善巷道围岩体稳定性的措施.     

变质岩区隧道开挖作用下围岩应力场变化及其稳定性分析

为研究复杂工程地质条件下的隧道围岩在施工过程中的力学特征,以陕西省石泉县喜河—后柳改建公路的拟建隧道为研究对象,以有限元为研究方法,基于其地形地貌、地层岩性、水文地质等工程地质特征数据,形成模型相关参数,以此建立隧道三维地质数值分析模型,利用隧道钝化模拟单向全断面开挖的施工工况,探讨其应力分布特征及变化规律。结果表明:开挖的隧道会表现出显著的应力集中现象,其对隧道顶部围岩稳定性影响最大;在本模型中,隧道开挖未支护时,天然应力处于临界状态的中风化绿泥石石英片岩和断层带整体处于破坏的应力状态,而开挖前相当稳定的微风化绿泥石石英片岩、微风化石灰岩、微风化闪长岩在开挖时大部分处于稳定状态,只有局部处于破坏状态,而微风化碳质石英片岩稳定性不受影响;在参考监测数据中,中风化绿泥石石英片岩开挖后失稳,其他岩层处于稳定状态。     

T型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟

基于SYSWELD的焊接分析功能,采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况,应用SYSWELD软件的校正工具对三维高斯热源进行校核.考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系,建立焊接过程的数学模型和物理模型,以不锈钢X5CrNi1810为例,对T型接头进行三维动态模拟.结果表明:随焊接速度的减小,热循环在高温时刻停留时间增加,冷却速度减慢;随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力,最后趋向零.     

深井巷道围岩应力场、应变场和温度场耦合作用研究

建立了耦合条件下岩体的应力-应变关系,推导出不同变温范围条件下巷道围岩的应力和应变.实例计算表明:巷道围岩在耦合情况下比非耦合情况下的切向应力、周边位移、破碎区和塑性区半径都有较大的增加,并提出了提高耦合条件下改善巷道围岩体稳定性的措施.     

考虑焊缝单元的钢节点有限元计算方法

焊接是不同钢构件连接最常用的方式之一,出于多种原因,传统的计算对焊缝进行了简化或合并处理,这与构件的实际受力状态有较大偏差.为此,提出了钢结构三维焊缝单元的定义及其作用机理,较为精细地模拟了焊缝的应力应变状态、材料属性、应力集中情况.由于在有限元数值分析中,焊缝单元的物理特性在整个结构的作用中有较大影响,将考虑焊缝单元的节点有限元计算结果与传统的节点计算方法、简化的有限元模型的计算结果进行对比,发现了考虑焊缝单元的作用与属性,对结构的受力分析有更重要的意义.     

HCL地区碳酸盐岩地层现今构造应力场研究

研究区域构造应力场的宏观分布特征,及其与油气运聚、裂缝发育程度和地层压力的关系,在油气勘探领域有着不可或缺的意义。本文通过有限元法数值模拟HCL地区的三维现今构造应力场,并与相干体数据、异常地层压力对比分析,认为构造应力是该区异常地层压力的主要因素之一。