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。     

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.     

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...     

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.     

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。     

基于ABAQUS大型地下洞室群分期开挖动态模拟

基于三维弹塑性有限元数值计算理论,借助ABAQUS/standard求解模块分析大型地下洞室群分期开挖围岩稳定.利用"生死"单元将地下洞室开挖问题转换成简单的加载问题,从而实现分期开挖问题的动态模拟.建立如美水电站地下厂房三维有限元模型,初始地应力三维有限元反演,二次平衡岩体初始地应力,得到初始应变为零且位于屈服面内的初始应力场.采用D-P弹塑性岩体本构模型,计算了分期开挖过程中位移场、应力场并分析了其分布规律.利用面向对象编程语言Python编写脚本访问结果数据库,重新定义各类破坏区.借助ABAQUS自带的插件程序,创建新的后处理模块,拓展了ABAQUS后处理功能.     

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.     

地应力张量特征对地下洞室轴线方位优化的启示

高应力是深埋洞室工程围岩变形和稳定的主控因素,初始地应力对洞室围岩的力学效应主要包括开挖释放荷载和偏应力状态两个方面;地应力与洞室轴线方位的特定组合决定了洞室开挖释放荷载的量值及围岩所承受偏压的程度。为量化既定地应力分布特征下地下洞室长轴线方位的选择区间,推导了一般条件下开挖洞壁面上的法向应力随洞室长轴线与最大主应力夹角的变化规律,并提出极大值和极小值贡献度两个指标,以度量主应力分量对法向应力的贡献。通过研究地应力张量在地下洞室特征平面上的应力椭圆特征随洞室轴线方位变化的方式,获得了围岩所承受偏压程度的变化规律;通过推导获得了地应力张量在水平面内大主应力方位角的解析公式,从理论上证明了当洞室轴线与地应力张量在水平面内的大主应力平行时,地下洞室开挖释放荷载取最小值。结合锦屏一级地下厂房对上述方法进行案例分析,结果表明:当洞室轴线与地应力张量在水平面上的大主应力平行时,开挖释放荷载取最小值;但一般情况下,很难使开挖释放荷载和偏压应力状态同时达到最优。对地下工程围岩稳定的影响而言,地应力是否有利取决于地应力张量的构成特征,因此,应注重对地应力张量空间特征的全面解析。     

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.     

地应力场的函数反分析

本文提出了函数反分析的思想,导出了根据边界元直接法的求解模式,导出了实测值为各种不同类型的位移和应变时的计算公式,给出了一个算例,分析了常数反算的局限性和误差,提出了检验反算结果有效性的方法。     

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。     

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．     

Regression analysis of major parameters affecting the intensity of coal and gas outbursts in laboratory

Estimating the intensity of outbursts of coal and gas is important as the intensity and frequency of outbursts of coal and gas tend to increase in deep mining. Fully understanding the major factors contributing to coal and gas outbursts is significant in the evaluation of the intensity of the outburst. In this paper, we discuss the correlation between these major factors and the intensity of the outburst using Analysis of Variance(ANOVA) and Contingency Table Analysis(CTA). Regression analysis is used to evaluate the impact of these major factors on the intensity of outbursts based on physical experiments. Based on the evaluation, two simple models in terms of multiple linear and nonlinear regression were constructed for the prediction of the intensity of the outburst. The results show that the gas pressure and initial moisture in the coal mass could be the most significant factors compared to the weakest factor-porosity. The P values from Fisher's exact test in CTA are: moisture(0.019), geostress(0.290), porosity(0.650), and gas pressure(0.031). P values from ANOVA are moisture(0.094), geostress(0.077), porosity(0.420), and gas pressure(0.051). Furthermore, the multiple nonlinear regression model(RMSE: 3.870) is more accurate than the linear regression model(RMSE: 4.091).     

石墨烯纳米片电场增强因子的模拟计算与对比

石墨烯纳米片特殊的一维刀口状尖端赋予了其优异的电子场发射性能,而电场增强因子β是评价场发射性能的最重要参数,主要采用测定F-N曲线的实验方法进行推算.建立了形状为矩形薄片+半圆圆柱的石墨烯纳米片模型,竖直立于平行平板二极管的阴极上,利用电子束模拟软件EBS(Electron BeamSimulation)模拟计算了场发射装置的两极间的电场分布,由此决定石墨烯纳米片尖端的电场增强系数.研究了高度和顶端曲率半径变化对石墨烯纳米片电场增强因子的影响,根据计算数值拟合了电场增强系数的经验公式,提供了受形状控制的电场增强因子的数值范围,还与同尺寸的碳纳米管进行了比较,证实了本文的模型和计算模拟方法有效、可信.