深埋隧洞工程区初始地应力场研究及围岩稳定分析

摘要

随着我国西部大开发战略的实施及水电开发在其中的重要地位，在西部高山峡谷地区将修建大量的水工地下洞室，这些地下洞室的稳定与否将直接影响到工程建设的成败及运营效益，而地下工程的稳定性与岩体的初始应力状态紧密相关。因此，利用的初始地应力场是否可靠，将直接影响到地下工程设计与施工的可靠性与安全性。 本文以锦屏二级水电站引水隧洞工程为例，分析归纳初始地应力场的成因及主要影响因素，从实测点的布置、测量方法、实测应力结果的分析处理及回归分析方法等方面探讨了如何提高初始地应力场的反演精度，为隧洞的开挖提供较精确的初始条件，主要工作如下： ①分析地下水的存在对水压致裂法测量地应力的影响 ②对目前较流行的线性回归法作了进一步探讨，重点分析比较了水平构造运动的不同模拟方式对回归结果的影响，并得出相应的结论。若实测值反映出的不同构造运动规律，建议采用分区回归的方法 ③针对初始地应力场与其影响因素之间的复杂映射关系，利用人工神经网络极强的输入输出映射能力，采用BP神经网络建立岩体应力值与边界条件及岩体参数之间的内在关系，以此来反演初始地应力场，并分析该方法的优缺点。同时，将线性回归和人工神经网络反演结合起来，既能克服线性回归法回归系数无明显工程物理意义和初始地应力场弹性假定的不足，也解决了人工神经网络训练样本难以构造的困难 ④针对锦屏工程的高初始地应力，简单分析了高初始地应力对地下洞室开挖稳定可能带来的影响及其防治措施

目录

文摘

英文文摘

学位论文独创性声明及学位论文使用授权说明

第一章绪论

§1.1论文选题的依据及研究意义

§1.2初始地应力场的国内外研究现状

§1.3本文的主要工作

第二章初始地应力的测量

§2.1测点布置及测量方法

§2.2水压致裂法测量地应力

§2.3地下水对水压致裂测量和计算的影响

§2.4本章小结

第三章初始地应力场反演分析方法

§3.1线性回归分析原理

§3.2 BP人工神经网络的基本原理

§3.3有限元的基本理论

§3.4本章小结

第四章线性回归分析在初始地应力场分析中的应用

§4.1锦屏二级水电站工程概况

§4.2隧洞区域工程地质条件

§4.3实测地应力成果及分析

§4.4锦屏引水隧洞工程区初始地应力场分析

§4.5本章小结

第五章BP人工神经网络在初始地应力场分析中的应用

§5.1 BP神经网络应用中需要注意的问题

§5.2人工神经网络在初始地应力场反演中的实现

§5.3人工神经网络法反演锦屏二级引水隧洞工程区初始地应力场

§5.4 BP神经网络法与线性回归分析法的比较

§5.5本章小结

第六章高地应力下洞室开挖围岩稳定分析

§6.1围岩稳定分析方法

§6.2围岩的失稳判据

§6.3锦屏二级电站引水隧洞洞室开挖稳定分析

§6.4不同侧压力系数下围岩的开挖稳定分析

§6.5本章小结

第七章结论与展望

参考文献

致谢