基于ELM的河谷区域初始地应力场反演分析

分析河谷区域地应力场的特殊性,提出基于ELM的河谷区域地应力场反演方法。以某水电站地下厂房项目为工程实例,分析实测地质资料和实测地应力资料,建立大范围区域三维地质体模型。利用ELM和FLAC3D相结合,考虑自重、构造运动和侵蚀下切作用的影响,通过反演计算获取该区域的初始地应力场。对计算结果合理性进行分析,证明了反演方法的工程应用价值。     

多元线性回归法在某隧洞地应力场反演中的应用

为弥补地应力实测点的不足,有必要通过多元线性回归方法反演地应力场。针对某深埋隧道,以水压致裂法实测地应力为依据,开展了该洞段地应力场的反演分析。在介绍反演基本原理和误差分析的基础上,给出了实例分析结果。研究结果表明,由多元线性回归计算得到的地应力值与实测结果规律一致,可用于评价工程洞段的地应力场分布;受水平构造应力、断裂构造等影响,该洞段地应力场存在一定空间变异性。     

西南某水电站三维地应力场分布规律研究

地应力对于分析水电工程的地下洞室或厂房稳定性至关重要,为分析西南某大型水电站的三维地应力场分布规律,保证地下厂房洞室群的稳定性,对水电站现场进行了实地地质调查,分析了所获取的大量地应力实测资料和探洞片帮特征,并对探洞片帮进行了数值模拟计算。研究结果表明:该水电站总体上水平向应力大于自重应力,以构造应力为主;右岸岩体地应力大于左岸岩体地应力,左、右岸厂房区及河谷区有应力松弛和应力集中,岸坡区有应力松弛现象;水电站左岸、河谷及右岸地应力方向存在明显差异,左岸厂房区的地应力方向为NW向,右岸厂房区地应力方向为NNE向,河谷为EW向,整个工程区地应力是以构造应力为主的中等量级地应力。研究结果为该水电站地下洞室稳定性分析提供了相关参考和依据。     

北疆深埋隧洞地应力与区域应力场相关性研究

在地应力实测资料匮乏的北疆阿尔泰地区,对某深埋引水隧洞进行了水压致裂法地应力场测试。实测结果与区域构造应力场的对比分析表明,研究区域为构造型应力场,最大水平主应力方位与地震的震源机制解一致,呈NNE向,与区域构造应力场相吻合;且埋深约300 m以上,平均水平应力与铅直应力的比值不再变小(接近1.0)。应加强该区深部构造应力场研究,重视现场实测手段的应用,提高对区域应力场的宏观把握,为指导类似深埋工程的设计和施工提供参考。     

丰宁抽水蓄能电站地下厂房初始地应力场反演

丰宁抽水蓄能电站是目前世界上最大的抽水蓄能电站,地下洞室群开挖规模巨大,围岩主要为中粗粒花岗岩,岩体存在蚀变现象,中小规模断层较发育。根据实测地应力资料,考虑自重与构造运动对初始地应力场的影响,基于三维有限差分法进行了地下厂房区域地应力场回归反演以及工程区应力特征分析。分析结果表明:地下厂房区域初始地应力以近东西向水平构造应力为主,叠加重力应力场。通过对反演分析得到的初始地应力结果与实测地应力相比,发现两者的量值及方位都较为一致,表明反演结果是合理可靠的。成果可作为后续稳定性分析和其他工作的参考。     

江坪河水电站坝址区初始地应力场-三维数值反演分析

在对江坪河水电站区域地应力场特征进行实测分析的基础上,通过对三维模型施加不同的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算应力与实测应力,采用三维数值分析方法对水电工程坝址区初始地应力场进行反演分析。结果表明:江坪河水电站坝址区初始地应力场量值较低,最大主应力为2.5 MPa,方向为N45°W;最小主应力为1.5 MPa,方向为N45°E。应力拟合点处应力计算值与实测值较为接近,表明反演得到的坝址区初始地应力场是合理的,符合坝址区地质构造历史背景。     

杨房沟水电站深切河谷地应力场反演分析

针对杨房沟水电站坝区V型河谷地形地貌特征,结合坝址区地质构造条件,依据现场实测地应力成果资料,考虑河谷剥蚀下切演化对地应力场改造作用,反演得到坝址区初始地应力场,并将计算结果与实测值进行了对比分析。结果表明:计算结果与实测结果基本一致;杨房沟坝址区初始地应力场以NWW向水平构造应力为主,属中等地应力量级,岸坡浅表层一定深度范围内卸荷特征明显。研究结果为坝区边坡开挖及长期稳定性分析提供了重要依据。     

复杂地质条件下洞室围岩初始地应力场研究

初始地应力场的确定是地下洞室稳定性评价的基础。在对现场实测地应力资料分析的基础上,研究了断层等地质构造对初始地应力场分布的影响机理,指出岩体变形模量比是影响应力的关键因素之一。研究了能反映断层引起应力释放效应的初始地应力场反演分析的变刚度方法。考虑与不考虑断层影响情况下的某工程初始地应力场的计算结果和实测结果对比表明,考虑断层影响的结果与实测结果更接近,从而证明了断层应力释放效应作用及基于岩体变刚度的初始地应力反分析方法的合理性。     

三维初始地应力场反演与工程应用

初始地应力是大型地下洞室群设计与施工所要考虑的重要因素之一,根据实测地应力资料,采取三维有限元回归分析方法,能充分考虑岩体自重与构造应力的影响,利用多元线性回归原理,可得到计算区域的初始地应力场.基于实测地应力资料,对某水电站引水发电系统区的初始应力场进行了回归分析,结果表明,计算结果与实测值吻合较好,验证了地下洞室群初始布置方案的可行性,并进一步为洞室围岩稳定性分析和施工提供了资料.     

糯扎渡水电站地下厂房初始地应力场研究

结合糯扎渡水电站地下厂房区域地形地质条件，考虑了自重和地质构造作用两个主要因素对初始地应力场的影响，利用有限几个测点的实测应力资料对地下厂房区域内的地应力场进行三维有限元回归分析，揭示了该地质区域内的初始地应力场分布规律，为地下厂房的位置选择和围岩稳定性分析提供了依据。     

尼泊尔东北部某水电站引水隧洞初始地应力场反演分析

为了对尼泊尔东北部某水电站大埋深引水隧洞初始地应力场分布特征进行研究与评价,以现场水压致裂法地应力实测资料为基础,通过构建回归方程并拟合实测数据,采用三维有限元回归分析方法获得了工程区初始地应力场分布规律.应力场反演结果表明,测点位置处的应力回归计算值与现场实测值拟合程度较高,充分体现了回归结果的合理性.隧洞轴线所处区...     

太岳山深埋长隧道地应力场研究及其应用

山西省黎城至霍州高速公路的太岳山隧道属于典型的深埋长隧道,采用水压致裂方法对工程区ZK6勘探钻孔进行了地应力测试。测试数据表明：工程区原岩应力主要为水平构造应力,总体应力场特征呈典型的构造应力场类型,隧道围岩属高应力水平。基于实测结果,分析了水平主应力随埋藏深度的变化规律,并论述了侧压系数、侧压比与埋藏深度的关系。通过对初始应力场进行有限元数值模拟可得,实测值与回归值吻合较好,模拟结果也良好反映了该区地应力分布规律。在应力分析的基础上,探讨了地应力场与隧道轴线布置方向的关系、隧道开挖形状的选取和岩爆预测等工程应用问题。     

抢风岭隧道围岩地应力场研究及岩爆预测分析

为了研究抢风岭隧道工程区地应力分布情况,采用水压致裂法进行了地应力测试。根据测试成果,结合有限单元法及多元线性回归对工程区应力场进行了分析。回归分析结果显示：沿隧道轴线,最大水平主应力大于自重应力,该地区是以水平应力场为主导,最大水平主应力方向总体上接近NE向。最后,根据地应力资料对隧道围岩进行了施工期岩爆预测分析,表明在埋深270～400 m完整坚硬的岩石洞段,施工期有发生中等岩爆的可能。     

卡里巴水电站地下厂房区应力场回归分析及评价

为了对卡里巴水电站地下厂房区地应力场特征及其围岩稳定性进行评价,采用基于三维有限元模拟的多元回归分析方法,对地应力实测资料进行了回归拟合,获得了工程区应力场的分布规律。其中,计算值与实测值能较好地拟合,回归效果良好。根据回归分析结果可知:地下厂房区以水平向构造应力场为主,属于低应力区,其应力分布主要受地形地貌、地层岩性和断裂构造的影响;最大水平主应力与拟订地下厂房的长轴线近于平行,有利于厂房围岩的稳定。     

地应力回归分析方法与工程应用实例

 介绍了基于三维有限元正演分析和将岩体自重及构 造应力作为地应力的主要组成因素的地应力多元回归反演方法。并以深圳抽水蓄能电站为实 例,通过拟合实测地应力资料获得对应于地应力构成因素的回归系数,并得到整个工程区的 岩体初始应力场。     

三河口水利枢纽工程坝址区河谷应力场分析研究

三河口水利枢纽工程地处东秦岭地区的河谷地段,复杂地质结构和复杂地形地貌决定了工程区地应力分布的复杂性。为了研究其地应力分布情况,采用水压致裂法在左右坝肩边坡和河床部位3个钻孔进行现场地应力测量。测试结果表明：河床部位测孔埋深0～50 m及两岸边坡测孔500～530 m高程岩体应力量值较大,可划为应力增高区;而河床测孔埋深50 m以下和边坡测孔500 m高程以下,可归为原岩应力区;河床浅部岩体最大水平主应力方位与河流走向基本垂直,随着埋深的增加而向区域构造方位靠近;边坡浅层岩体最大水平主应力方向与河流在该段走向呈小角度相交,随着竖直埋深的增加,最大水平主应力方位逐渐向NE向过渡,而接近区域构造方位。     

清远抽水蓄能电站地应力场有限元回归分析

如何确定可供工程应用的岩体初始应力场,是岩土工程中一个急需解决的实际课题.在清远抽水蓄能电站三维有限元地质模型上施加不同的边界荷载,模拟地应力场的不同影响因素所产生的初始应力,并在现场地应力实测资料基础上,运用多元回归反演方法,预测了包括重要工程部位在内的整个工程区岩体地应力场.     

深切河谷区地应力场的非线性系统分析方法

地应力测试结果的代表性受断层及岩组条件、测点空间位置和测试方法精度等因素的影响较大。以往地应力模拟分析在引入地应力实测信息时,往往给各测点赋予相同的权重,使得离散测点和代表性不足的测点离差平方和较大,从而影响模拟分析精度。提出了深切河谷应力场非线性系统分析方法,该方法首先根据测试方法、地形地貌的影响及断层的扰动,对测点赋予不同的权重值;然后结合加权最小二乘法建立计算模型边界条件和地应力之间的加权目标函数;最后结合正交设计和智能优化反演方法,对数值计算模型边界条件与地应力之间的非线性映射关系和进行优化求解。该方法用于乌东德水电站坝址区岩体应力场的研究结果表明:计算值和测试结果的复相关系数达到了0. 89,在河床底部100 m的范围内存在明显的应力集中,且河床浅部岩体最大水平主应力方位与河流走向基本垂直,随着埋深的增加该方位朝场区主压应力优势方位靠近;边坡浅层岩体最大水平主应力方向与河流在该段走向呈小角度相交,随着竖直埋深的增加,最大水平主应力方位逐渐向NE向过渡,与河床部位相同高程部位的最大水平主应力方位一致;而深部岩体接近场区主压应力优势方向。     

高地应力条件下隧道TBM施工岩爆分析

高应力条件下,地下工程在脆性岩体中施工很容易导致岩爆的发生。以N-J水电站大埋深引水隧洞为研究对象,首先采用应力解除法进行现场地应力测试,发现引水隧洞的地应力以构造应力为主,最大主应力达到了107 MPa,较高的地应力水平是导致现场岩爆发生的主要原因。为进一步分析引水隧洞岩爆规律,将地应力场转换至隧道局部坐标,在考虑地应力场剪应力影响的情况下,采用能量判据,通过数值方法计算得到了岩爆的分布范围。