卡里巴水电站地下厂房区应力场回归分析及评价.pdfVIP

第32卷第7期 长 江 科 学 院 院 报 V01．32 No．7 2015年 7月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Ju1．2 0 1 5 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2015．07．014 2015，32(07)：77—81 卡里巴水电站地下厂房区应力场回归分析及评价 张新辉 ，尹健民 ，张向阳。，脱兴华。 (1．长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 ，武汉 430010； 2．中国水电顾问集团西jE勘测设计研究院，西安 710065) 摘 要：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。 关键词：地下厂房；应力场；回归分析；有限元 ；围岩稳定 中图分类号：TU459．4 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2015)07—0077—05 值，然后在每一种待定因素计算的地应力值与已知 点由勘测方法得到的地应力值之间建立回归方程 1 研究背景 式；③ 用统计分析方法 (最小二乘法)，根据残差平 地应力是蓄存在岩体内部未受工程扰动的天然 方和最小原则求得 回归方程中各 自变量 (待定因 应力，是引起地下工程变形和破坏的根本作用 素)系数的优化解，从而获得区域初始地应力场分 力 -2]。为了合理进行地下工程的开挖设计和施 布规律 J。 工，必须详细了解地下拟建工程的区域应力场。一 根据地质力学分析，地应力场的主要组成成分 方面，鉴于地应力成因及其分布的复杂性，一般不能 为 自重应力场和地质构造应力场，地应力场分析依 用理论方法或数学模型来预测，必须进行实测；另一 据这一观点建立数学计算模型，采用多元回归分析 方面，由于测量条件和经费的限制，不可能进行大量 法进行拟合分析。将地应力回归计算值 作为因 测试，需要将实测资料和数值分析方法结合起来，预 变量，把有限元计算求得的自重应力场和构造应力 测整个工程区域的地应力状态 。 场相应于实测点的应力计算值 作为 自变量，则回 因此，本文从工程已知条件出发，采用了基于三 归方程的形式为 维有限元正演分析的应力回归分析方法，对卡里 巴 n = ∑ 。 (I) 水电站地下厂房区的地应力场进行了回归分析，计 i=l 算结果表明，该方法能够得到合理的应力场分布，获 式中：为观测点的序号； 为第k观测点的回归计 得的应力值能满足工程设计和施工实际需要。 算值；厶为相应于 自变量的多元回归系数； 和 为相应应力分量计算值的单列矩阵；n为工况数。