基于地应力实测值的断层构造区域地应力场有限元回归反演分析

摘要/Abstract

摘要：

结合四川省长河坝水电站地下厂房硐室工程，考虑地形、地貌与断层等地质构造，建立了三维有限元模型，基于实测地应力值，采用多元线性回归分析方法对地应力场进行反演，以分析地下厂房区的地应力分布情况.结果表明：地下厂房硐室岩体地应力的实测值与有限元法所得反演值吻合较好，回归分析方法适用于对地应力场的反演；工程区域的水平地应力大于竖向地应力，并且地应力量值随着垂直埋深与水平埋深的增加而增大；断层附近的地应力出现了局部应力集中现象，须引起注意.

关键词: 地下硐室, 地应力场, 有限元方法, 回归反演

Abstract:

Based on the measured initial stress, topography, geomorphology, and geological structure such as fault, a 3D FEM model was established for the multivariable regression back analysis of initial stress field in the underground powerhouse area of Changheba Hydropower Station. The results show that the FEM regression stress values are in good agreement with the measured values of the rock mass in the underground chamber area, and the regression method is effective for the back analysis; the horizontal stress is larger than the vertical stress, and the initial stress increases with the horizontal and vertical depth; and stress concentration appears near the fault, which should be paid attention for.

Key words: underground chamber, initial stress field, finite element method, regression back analysis

中图分类号:

TU 459

王颖轶1，李科2，黄醒春1. 基于地应力实测值的断层构造区域地应力场有限元回归反演分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(09): 1399-1403.

WANG Yingyi1,LI Ke2,HUANG Xingchun1.

Finite Element Method Regression Back Analysis of Initial Stress Field in a Large Underground Chamber Area

[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2013, 47(09): 1399-1403.

参考文献

［1］葛修润, 侯明勋. 三维地应力BWSRM测量新方法及其测井机器人在重大工程中的应用［J］. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(11): 21612180.

GE Xiurun, HOU Mingxun. A new 3D insitu stress measuring method: borehole wall stress relief method (BWSRM) and development of geostress measuring instrument based on BWSRM and its primary applications to engineering ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2011, 30(11): 21612180.

［2］肖明. 三维初始应力场反演与应力函数拟合［J］. 岩石力学与工程学报, 1989, 8(4): 337345.

XIAO Ming. Back analysis of three dimensions initial geostress field and stress function ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 1989, 8(4): 337345.

［3］侯明勋, 葛修润. 岩体初始地应力场分析方法研究［J］. 岩土力学, 2007, 28(8): 16261630.

HOU Mingxun, GE Xiurun. Study on fitting analysis of initial stress in rock masses ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2007, 28(8): 16261630.

［4］喻军华, 金伟良, 邹道勤. 分析初始地应力场的位移函数法［J］. 岩土力学, 2003, 24(3): 417419.

YU Junhua, JIN Weiliang, ZOU Daoqin. Displacement function method for analyzing initial earth stress ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2003, 24(3): 417419.

［5］金长宇, 马震岳, 张运良, 等. 神经网络在岩体力学参数和地应力场反演中的应用［J］. 岩土力学, 2006, 27(8): 12631266.

JIN Changyu, MA Zhenyue, ZHANG Yunliang, et al. Application of neural network to back analysis of mechanical parameters and initial stress field of rock masses ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2006, 27(8): 12631266.

［6］汪波, 何川, 吴德兴, 等. 苍岭特长公路隧道地应力场反演分析［J］. 岩土力学, 2012, 33(2): 628634.

WANG Bo, HE Chuan, WU Dexing, et al. Inverse analysis of insitu stress field of Cangling superlong highway tunnel ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2012, 33(2): 628634.

［7］Yue Xiaolei, Li Yong, Wang Hanpeng. Inversion of initial insitu stress field by the method of multivariate analysis and engineering application ［J］. Applied Mechanics and Materials, 2011, 4447: 12031206.

［8］Liang Yao, Zhou Depei, Yang Tao, et al. Application of in situ stress regression method in rock slope stability analysis ［C］∥Proceedings of the 2nd International Conference GEDMAR08. Germany: Springer, 2008: 540545.

［9］Li Ke, Wang Yingyi, Huang Xingchun. DDM regression analysis of the insitu stress field in a nonlinear fault zone ［J］. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2012, 19(7): 567573.

［10］张勇慧, 魏倩, 盛谦, 等. 大岗山水电站地下厂房区三维地应力场反演分析［J］. 岩土力学, 2011, 32(5): 15231530.

ZHANG Yonghui, WEI Qian, SHENG Qian, et al. Three dimensional back analysis of geostress field in underground powerhouse zone of Dagangshan hydropower station ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2011, 32(5): 15231530.

［11］姚显春, 李宁, 曲星, 等. 拉西瓦水电站地下厂房三维高地应力反演分析［J］. 岩土力学, 2010, 31(1): 246252.

YAO Xianchun, LI Ning, QU Xing, et al. Back analysis of threedimensional initial geostress Laxiwa underground powerhouse ［J］. Rock and Soil Mechanics, 2010, 31(1): 246252.

［12］何江达, 谢红强, 王启智, 等. 官地水电站坝址区初始地应力场反演分析［J］. 岩土工程学报, 2009, 31(2): 166171.

HE Jiangda, XIE Hongqiang, WANG Qizhi, et al. Inversion analysis of initial geostress in dam site of Guandi hydropower project ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009, 31(2): 166171.

编辑推荐 0

Metrics

阅读次数

全文

262

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	4	0	258

来源	本网站	其他网站

次数	26	236
比例	10%	90%

摘要

998

最新录用	在线预览	正式出版

78	0	920

来源	本网站	其他网站

次数	323	675
比例	32%	68%

[1]	祝捍皓, 肖瑞, 朱军, 唐骏. 浅海水平变化波导下低频声能量传输特性[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(8): 958-967.
[2]	刘晓媛，薛鸿祥，唐文勇. 轴向承载力作用下非粘结柔性立管的侧向失效分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(9): 1017-1022.
[3]	金朝阳1，李南南1，李克严1，严凯1，崔振山2. 压下模式对镁合金宏观塑性变形和微观组织演变的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(1): 119-.
[4]	高蕾a，谢富纪b. 带有随机输入的椭圆偏微分方程的混合有限元方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2016, 50(04): 625-630.
[5]	熊志鑫. 船体结构有限元建模与分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(5): 331-331.
[6]	张抗寒, 陈锦剑, 王建华, 杜毅. 紧邻基坑同步施工下坑间隧道的变形特性[J]. 上海交通大学学报, 2013, 47(10): 1537-1541.
[7]	丁欣, 王华, 高翔. 基于影响系数矩阵范数的尾灯区域稳健设计[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(02): 264-268.
[8]	陈楠, 陈锦剑, 夏小和, 王建华, 钟俊彬. 长钢顶管稳定特性的有限元分析[J]. 上海交通大学学报, 2012, 46(05): 832-836.
[9]	秦红星1, 杨杰2. 基于无网格局部彼得罗夫伽辽金方法的点采样曲面滤波[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(04): 584-590.
[10]	宋世俊, 黄建国. 一个反源问题的极小化能量泛函正则化方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(12): 1846-1851.
[11]	陈韵骋1, 黄建国1, 徐一峰2, 3. 线弹性力学问题局部间断有限元方法的后验误差估计[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(12): 1857-1862.
[12]	崔雯，王冬梅，王成焘，黄庆丰，张富强. 可摘局部义齿不同加载条件下的三维有限元分析 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(11): 1588-1594.
[13]	童雅星，黄梅珍，丁海峰. 动态光热参数情形下激光牛肌肉组织光热响应模拟 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(08): 1114-1119.
[14]	刘婧, 陈锦剑, 王建华. 上海世博500 kV地下变基坑降水流固耦合分析[J]. 上海交通大学学报, 2010, 44(06): 721-725.
[15]	张卿卿，李大永，彭颖红,徐志伟. 薄壁异形管面内绕弯过程的模拟与实验研究 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(04): 452-0456.