巷道围岩初始应力场和弹性模量的区间反演方法

从有限元数值计算的角度对岩土工程参数的可辨识性进行了分析。在可辨识性分析的基础上,考虑观测数据的不确定性,建立了在联合采用围岩位移和应力观测数据的同时,识别地应力和围岩弹性模量的反演模型。并采用约束变尺度方法求解该反演模型,获得地应力和弹性模量所在区间范围。

人工神经网络在岩体初始应力场反演中的应用

岩土工程问题的有限元分析一般需要考虑初始地应力场,而可供工程应用的初始应力值,主要靠少数实测资料。根据少数测点值,采用人工神经网络与有限元相结合的方法求解岩体初始应力场。通过算例说明:文中所提方法是合理的。

初始应力场对爆破效果的影响

通过对存在不同初始应力场的几种材料的室内试验和地下矿山爆彼实例的分析，发现初始应力场对爆破效果有很大的影响。初始应力场的存在改变了爆轰波的传播规律，同时，对裂纹发展起着导向作用。正确认识和掌握初始应力场的规律，通过合理布置炮孔位置，正确选取爆破参数，可以大大提高工作效率。减少资源损失和改善爆破效果。

基于遗传算法的岩体初始应力场反演

基于遗传算法 ,根据巷道开挖后变形收敛观测资料 ,建立了岩体初始应力场非线性反演方法 ,解决了传统线性化反演解的不唯一性问题和迭代发散问题 .根据不同观测仪器的分辨率和精度 ,建立了目标函数的权矩阵和迭代终止准则 .数值计算结果表明 ,所提出的非线性反演方法具有全局收敛特性和良好的抗观测噪音能力 .

考虑地应力分布形式的坝址区初始应力场二次反演方法

在建的乌东德水电站区域构造运动强烈,断层、褶皱及节理较为发育,加之河谷纵横、沟谷深切,导致该区域岩体地应力分布极为复杂,非线性特征显著。为准确获取坝址区初始地应力场的分布特征,通过对地应力分布形式进行优化,提出了考虑地应力张量分布特征的岩体应力场二次反演方法。首先,将地应力张量分解成自重应力、构造应力及非线性应力3个部分,同时依据坝址区地形地貌、地质构造及非均匀性岩层等因素,构建FLAC3D计算模型,利用叠加法原理对坝址区初始地应力场进行一次反演。然后,主要考虑坝址区附近小规模构造及局部开挖条件的影响,构建三维离散元(3DEC)精细模型,同时从一次反演中提取精细模型的初始地应力侧压系数和自重修正系数,并利用均匀设计法进行优化,对精细模型进行二次反演。研究结果表明:一次反演计算获得的初始应力场整体上与实际情况吻合较好,但在局部构造附近与实测值相差较大;二次反演考虑局部地质构造及开挖条件的影响,同时结合一次反演的计算成果,各测点的应力计算值与实测值基本一致;通过将大型商业软件FLAC^(3D)和3DEC相结合来反演复杂条件下工程区初始应力场,在一定程度上实现了岩体应力场在大范围内整体连续、小范围内受局部地质构造等影响导致不连续分布的特点。该研究方法可为类似工程提供借鉴。

岩体初始应力场的遗传算法与有限元联合反演法

岩土工程问题的有限元分析一般需要考虑初始应力场。实际工程中,岩体往往为非线性。本文采用遗传算法与有限元联合反演法求解非线性岩体初始应力场,通过算例说明文中所提方法是合理的,可在工程应用中推广。

FLAC^(3D)分析中的初始应力场生成及在大型地下洞室群计算中的应用

介绍了采用FLAC^3D拉格朗日元法分析程序,通过对其初始地应力场生成方法的改进,对拟建的世界规模最大的溪洛渡水电站地下厂房洞室群进行了围岩稳定性分析。包括工程简介、用应力边界法快速生成初始应力场、数值模型的建立、施工方案的模拟以及主要结果。该成果对设计方案起到有力的支持和验证作用。

基于优化算法的岩体初始应力场随机识别方法

根据隧道开挖后其周围地应力变化的观测数据, 建立了基于优化算法的岩体初始应力场识别方法。将地应力场参数识别反问题转化为优化问题,然后采用 BFGS 方法求解。最优估计的岩体初始应力场是通过比较观测到的应力变化与预计值的差异而得到的,数值算例中考虑了观测误差对参数识别结果的影响。采用所建立的反演方法,地应力场的主应力的大小和方向可以被准确识别出来。数值计算结果表明,所建立的地应力场反演方法是十分有效的,并且具有良好的抗观测噪音的能力。

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。

考虑初始应力场的强度折减有限元法高边坡稳定分析

针对高边坡形成和开挖的特点,采用分层加载法模拟其初始应力场的形成过程,并用移除单元法模拟先期岩层开挖过程。运用温控参数强度折减有限元法计算高边坡在渗流、地震等荷载作用下,给定岩体有、无初始应力的边坡稳定安全系数。从计算结果看,考虑初始应力作用情况下的安全系数小于不考虑初始应力的安全系数,且二者塑性破坏发展过程有明显差异,因而在用强度折减有限元法分析高边坡稳定时考虑岩体初始应力是必要的。

金川二矿区3D初始应力场的数值模拟

金川二矿区处于复杂初始应力场中,该初始应力场由重力场和两个方向的构造应力场组成。应用ANSYS软件给出了金川二矿区复杂初始应力场的详细模拟过程,提供了一种保持应力梯度的复杂3D初应力场的模拟方法,解决了一直长期困扰分析工程师的课题。模拟方法对有关岩土工程中3D地应力场的处理有重要参考价值。

地形偏压条件下隧道初始应力场及二次应力场分布特征

为获得地下偏压条件下地层初始应力场和隧道开挖后二次应力场的分布特征,根据通常的工程地质参数取值范围,设置典型值,结合理论推导,分析偏压隧道地层初始应力场与地表倾角和泊松比的关系,研究偏压隧道二次应力场沿隧道径向和切向的分布规律。研究结果表明:相对于水平地表,偏压地形改变了地层应力场的分布状态,初始应力场便存在剪应力,且随偏压角度的增大而增大,而隧道开挖后,当偏压角度大于20°时,二次应力场中便有拉应力区域出现;各特征方向应力随离隧道中心距离的增加而减小,直至2倍洞径处;30°角度偏压时的最大剪应力约为无偏压时的2倍,主要发生在拱顶、仰拱和边墙部位,应为加固处理的重点区域。

基于动力松弛原理的地下隧道工程初始应力场计算方法研究

文章基于动力松弛法原理,研究了显式动力算法在对隧道工程进行初始应力场计算中的应用。通过与隐式算法的比较计算,指出该方法在并行计算环境下,无论在计算收敛性还是在对计算环境的依赖性等方面均有较大优势,特别适用于地下隧道工程等中、大规模计算模型的初始应力场计算。

铁路岩体初始应力场评估的探讨

研究目的:在实际工作中,根据地应力资料进行评估,铁路绝大部分隧道都处于极高地应力、高地应力状态,引发围岩调整、工程措施加强,从而会引起投资大量增加,甚至在分析隧道衬砌开裂和变形的原因时引发大的争议和混乱,但实际已开挖的隧道发生岩爆、大变形的工程案例却是极少数。本文通过岩体力学理论、地应力资料、工程案例并结合相近行业有关规定,对铁路规范中的铁路岩体初始应力场评估进行探讨。研究结论:(1)铁路规范对初始地应力场的评估不符合实际,应修改,初步判定实测地应力大于30 MPa时,岩爆发生的可能性增大;(2)对初始地应力场的评估结论应慎重,引发的增加投资应纳入动态设计;(3)勘察设计阶段的地应力测试应合理、适当;(4)该研究成果可应用于铁路规范修改及隧道勘察。

抽水蓄能电站建设与岩体初始应力场综述

综述了我国已建、在建和拟建的抽水蓄能电站与岩体初始应力场测试、应用资讯；初步研讨了当代抽水蓄能电站设计施工中应用岩体初始应力场的一些基本规律，包括：①20座抽水蓄能电站实测岩体初始应力场存在高、中、低三类地应力水平；②实测的岩体初始应力与埋藏深度的关系；③抽水蓄能电站厂房洞室长轴方向与地应力的关系；④抽水蓄能电站的有压隧洞最小覆盖厚度；⑤地质断裂对抽水蓄能电站岩体初始应力约有30％-50％的影响。

高地应力软硬岩隧道初始应力场反演分析

地下工程中初始地应力场对设计及施工起到控制性影响,所以更准确获得并分析初始应力场是至关重要的,而反演分析是其重要的获取手段。以浩吉铁路九岭山隧道和桐木隧道为工程背景,基于理论分析与现场实测信息,分析不同岩性隧道下初始应力场的反演准则,并提出相应的主控指标;同时,根据工程实际分别以硬岩、软岩隧道为例,利用数值仿真方法计算得到与实测洞壁二次应力和位移相契合的初始应力场应力边界条件,从而得到依托工程的初始应力场分布特征。计算结果表明:硬岩隧道测点段竖向初始应力20.35 MPa,水平初始应力17.908 MPa;软岩隧道测点段竖向初始应力11.7 MPa,水平初始应力6.201 MPa。

基于实测洞壁应力的硬岩隧道初始应力场反演分析

以九岭山隧道DK1685+645断面作为典型断面,通过应力解除法结合弹性力学理论公式推算得出该断面处洞壁切向应力为43.808 MPa,侧压力系数为0.757。控制侧压力系数不变,并以该应力作为初始应力场的基准值,采用数值模拟方法对该断面处初始应力场进行反演分析。计算得到该断面处竖向初始应力为20.500 MPa,水平初始应力为15.519 MPa。计算结果可为具有相近埋深与岩性的隧道岩爆预测提供参考。

初始应力场对爆破作用影响的分析

初始应力场影响岩体的动态响应。本文介绍了具有初始应力场介质的爆破模型试验 。

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。

考虑水位面时土质边坡初始应力场生成方法研究

通过CAD结合Rhino软件和Griddle插件构建三维边坡模型,导入FLAC3D软件中,分析不同水位面高程的土质边坡生成的初始XX\YY\ZZ方向应力场特点,同时对完全处于水位面以下和部分处于水位面以下的边坡,在参数设置上的差别进行了说明,当边坡全部处于水下环境时,认为土质边坡中的土体完全饱和,此时土体材料的密度设置成相应的饱和密度,当边坡有一部分处于水位面以上时,需对水上和水下部分的边坡土体的密度分开设置,分别设置为饱和密度和天然密度。