大崗山地應(yīng)力反演與工程應(yīng)用研究.pdf

1、本文首先對地應(yīng)力場的基本分布規(guī)律以及工程地應(yīng)力的測量方法和技術(shù)進(jìn)行了全面的歸納與總結(jié)，在系統(tǒng)分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，探索出一條用有限元軟件ABAQUS分析巖體初始地應(yīng)力場的有限元數(shù)值模擬分析新方法，本文的具體研究工作主要有以下幾個(gè)方面： 1．總結(jié)了工程巖體地應(yīng)力測量常見方法和技術(shù)，回顧和分析了國內(nèi)外的地應(yīng)力量測方法和研究現(xiàn)狀，并對常見的地應(yīng)力量測方法：應(yīng)力解除法和水壓致裂法進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明。 2．對本論文使用的有限

2、元軟件ABAQUS和ANSYS在巖土工程和地應(yīng)力反演上的作用，進(jìn)行了簡要的介紹和理論說明。并較詳細(xì)地介紹了利用ANSYS的建模過程和ABAQUS的計(jì)算過程。 3．初始地應(yīng)力場是一個(gè)受多種因素相互作用與影響的復(fù)雜系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含相互聯(lián)系的不同組織部分，受到自重、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用、地形、地勢，斷層、裂隙等因素的影響。在初始地應(yīng)力場形成因素中，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是主要因素之一。 4．楊林德教授等提出的用單方程回歸分析的方法計(jì)算模擬巖體初始地

3、應(yīng)力場，開拓了巖體初始地應(yīng)力場計(jì)算分析的先河。單方程回歸模型反映了一個(gè)因變量與一組自變量的關(guān)系，但不能說明這些自變量之間存在的關(guān)系。本論文在單方程回歸分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的原理，采用了多方程回歸模型，這是本論文的難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)。 多方程回歸模型可以同時(shí)考慮一組自變量和一組因變量之間的關(guān)系。在三維地應(yīng)力場的反演分析中，因變量是應(yīng)力點(diǎn)的六個(gè)應(yīng)力分量，自變量是包括自重和構(gòu)造應(yīng)力的多種荷載組合，用多方程待回歸系數(shù)逐個(gè)分析回歸點(diǎn)的

4、各個(gè)應(yīng)力分量，既考慮了地應(yīng)力場的成因，也考慮了各應(yīng)力分量的相互獨(dú)立性和各變量間的關(guān)系，本論文利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的原理和方法對多元回歸分析進(jìn)行了詳細(xì)地說明和論證，此方法在考慮檢驗(yàn)值和偏回歸平方和的基礎(chǔ)上，采用逐一檢驗(yàn)的辦法，保證每一個(gè)變量都顯著。分析中采用了均質(zhì)各向同性和橫貫各向同性兩種不同的參數(shù)，在保證相關(guān)系數(shù)較大的前提下，采用一組合理的參數(shù)，作為全場地應(yīng)力反演的最終結(jié)果。在回歸的過程中利用MATLAB軟件，自己編制了一套多方程回歸分析的程

5、序，大崗山水電站的地應(yīng)力反演利用該程序，得到了回歸效果較好的分析結(jié)果，最后為了保證回歸結(jié)果的正確性，又利用國際通用的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行了檢驗(yàn)，該程序的計(jì)算結(jié)果SPSS軟件的計(jì)算結(jié)果基本相同，兩次證明了該程序的可行性。 5．結(jié)合前面的方法，利用大崗山水電站的工程實(shí)例，對多元回歸分析進(jìn)行具體的說明，從坐標(biāo)的變換，應(yīng)力分量的變換，網(wǎng)格的劃分，測點(diǎn)的應(yīng)力實(shí)測值與回歸值的比較與分析，到工程關(guān)鍵部位主應(yīng)力的大小與方位，全面說明多元回歸