地应力场灰色模拟方法研究

将灰色多项式模拟拟合理论应用于矿山地应力场的拟合计算中，提出对拟合地应力场模型的残差修正方法，并将方法应用于山西某铁矿的地应力实测数据的建模分析中。     

深部开采初始地应力场非线性反演新方法

针对凡口矿深部开采面临的岩体脆-延性过渡、地压活动频繁等现状,采用改进型LUT套孔应力测定系统开展矿山深部原岩应力实测工作。对514组国内地应力实测值进行拟合分析,综合考虑复杂地质体建模、反演载荷表达、载荷系数与应力实测值之间的非线性映射,编写非线性加载命令及载荷系数搜索程序,提出以混沌搜索理论为核心的地应力场非线性反演新方法。将该方法应用于凡口矿深部初始地应力场反演。研究结果表明:应力反演值与实测值平均拟合精度达90%;将非线性混沌方法用于地应力场反演是可行的,能为深部安全开采提供有效支撑。     

基于区间神经网络方法的初始地应力场的反分析

阐述了将区间数学引入神经网络方法中建立区间神经网络的方法,并将该方法应用于初始地应力场的模拟中,指出由于区间数能考虑多种因素引起的不确定性问题,因而计算模型较确定性模型更为合理,且其精度也较高。     

复杂地质条件下初始地应力场反演分析方法

为获得较为合理和准确的初始地应力场分布,考虑了复杂地质条件中地形地貌及断层对地应力场的影响,提出了结合地层剥蚀模拟和侧压力系数法的地应力反演分析方法.该方法对侧压力系数法进行了改进,通过逐次开挖地层近似模拟地表剥蚀过程对现今地应力场的影响,并采用了隐含断层单元,将断层力学效应反映在岩体单元中,从而模拟断层附近地应力场的分布规律.最后对水电站地下厂房区域的地应力场进行了反演分析,结果表明:测点反演值与实测值符合良好,反演结果充分反映了河谷及断层区域地应力场的基本分布规律.     

基于人工神经网络的初始地应力场三维反分析

通过对初始地应力场的计算方法的回顾，结合有限变形理论和人工神经网络理论，提出基于人工神经网络的初始地应力场三维反分析方法。该方法综合了目前初始地应力场计算方法的优点，并考虑了我种因素对地应力场分布的影响。实例表明，按本文提出方法模拟的初始地应力场较为合理，且其精度也较高。此外，由于考虑了断层对初始地应力场的影响，可较好地解释实测地应力值分散的原因。     

基于偏最小二乘法的地应力场拟合

采用偏最小二乘回归分析方法分析矿区地应力场分布.以乌鞘岭隧道岭脊地段的有限测点的地应力测量结果为样本,使用商业有限元软件ANSYS对岭脊地段区域的地应力场进行数值模拟.利用地应力实测数据与计算结果进行偏最小二乘回归计算,得到拟合的地应力场数据.与传统最小二乘分析方法相比,本文的方法通过主成分分析,可以有效解决多因变量回归计算时由于响应变量之间较高的相关性而导致的回归计算误差,并可以有效地反映变量间的关系,为地应力场的建立提供有效的数据支持.     

某深切峡谷地应力场空间分布特征研究

运用三维线弹性有限元软件(3D-σ)模拟了某深切河谷地应力场的形成演化过程，从而得到了研究区的现今地应力场，并对研究区地应力场的空间分布特征进行了分析和讨论，最后提出了地下厂房分析设计的地应力建议值，并对其岩爆可能性进行了评价。     

有限元法开展油气储层地应力研究综述

储层古今地应力场研究在油气勘探开发中发挥着日益重要的作用,有限元法进行地应力模拟有着自身的优势.介绍了有限元方法开展油气储层地应力模拟研究的原理与流程,总结了模拟过程中所需的基本资料及其获取方法,分析了研究成果在油气运移、天然裂缝系统分布以及油气开发等领域的应用.     

基于“地质-工程”耦合平台的顺北断溶体储层地应力分布规律分析

顺北油田是一种碳酸盐岩断控裂缝-洞穴型储层,该类型油田通常采用水力压裂改造的方式进行开采,以提高储集体的连通性能。在水力压裂过程中,三维地应力场是影响裂缝扩展轨迹的重要因素之一。因此,研究三维地应力场的精细空间分布是水力压裂工艺需要解决的首要问题。针对裂缝-洞穴型碳酸盐岩储集体的水力压裂改造过程地应力场空间分布模拟不精细的问题,本文开发了“地质-工程”耦合平台。该平台可将地质模型转换为适用于AiFrac数值仿真软件的模型,实现了对储层三维地应力场的精细刻画。基于角点网格建立的三维地质模型,采用数值仿真软件进行三维地应力场的模拟,既可以保留储层的复杂地质构造特征,又可以利用数值仿真软件强大的计算能力,实现了地质模型和数值仿真一体化。为了验证本研究方法的有效性,本文基于前期已有的地应力测量数据,对顺北油田三维地应力场进行了分析计算。研究结果表明,断裂带对地应力场的大小和方向有显著的影响,主要表现在断裂带的规模、倾角、走向以及形态等因素在不同程度上均对地应力状态产生影响。本文提出的三维地应力场精细模拟方法可有效研究断溶体储层区域及内部、不同断裂带交汇区三维地应力场分布规律,从而为现场施工工艺参数的选择提供了重要依据。     

锦屏一级水电站地下厂区非线性地应力场反演

以锦屏一级水电站地下厂区现场工程为依托,提出一种新的地应力场反演方法.该方法考虑了大型结构面对地应力场的影响特征,将含有大型结构面的工程地质模型分区进行处理.首先,在线弹性的状态下,确定边界位移的搜索范围.继而,建立初始应力场拟合优化问题的目标函数,并采用一阶优化算法,有效的避免了繁琐的运算.最后,拟合结果表明精度较好,满足了工程的需要,从而证实了提出的地应力场反演方法的可适用性与正确性.     

基于实测数据的长隧道地应力分布影响因素研究

地应力分布特征是开展长隧道动态优化设计与施工的主要影响因素，亦是判断与预防岩爆、大变形等隧道灾害的重要依据。为了研究某长隧道区域地应力分布的影响规律，以17个现场水压致裂钻孔、164个测点的地应力测试数据为基础，采用高程、岩性、结构面、沟谷地形分区方法分析了长隧道区域的地应力分布特征。通过对比分析不同分区下长隧道围岩应力拟合值与实测值的差异，认为根据地质特征对长隧道区域钻孔测试数据进行合理分区是准确拟合围岩地应力分布特征的关键。研究结果表明：在岩性分界面两侧地应力呈现不同分布规律，沟谷地形对应力分布规律影响显著，而高程和小节理对应力分布的影响较小；岩性分区的线性拟合方法适用于非沟谷地形区域的地应力分布规律分析，相较于按整体或单因素的分区方法得到的地应力分布，采用线性和曲线相结合的沟谷分区方法推算的隧道围岩应力分布具有较高的精度；由于沟谷地形在一定埋深区域存在高应力区，即便采用线性和曲线拟合方法也难以准确模拟其真实的应力分布特征，需进一步开展针对性的研究。     

复杂岩体地应力场的随机反演及遗传优化

利用岩体工程量测的变形或应力，考虑量测结果的随机性，提出了复杂岩体初始地应力场的随机反分析模型．在该模型中，采用具有多项式分布的边界荷载来模拟构造应力场，地应力和边界荷载不必符合特定的分布和假定，可以模拟任意分布的复杂初始地应力场；与有限元相结合，采用改进的能全局优化和智能搜索的加速遗传算法反演出边界荷载多项式系数．最后通过工程实例进行了验证分析，表明该方法的有效和可行性．     

综合模拟和预测方法在工程沉降中的应用

文章尝试应用最优综合模型对常规的灰色模型(GM模型)和支持向量机模型(SVM模型)的预测结果进行优化,将综合模拟和预测方法应用于天津某高层建筑基坑开挖过程中引起周围建筑物沉降的研究,对建筑物的沉降趋势作出预测,取得了较好的拟合精度和预测可靠度,该方法对于工程施工具有重要的指导作用,也为今后同类研究提供一定的参考。     

基于Creatar XModeling的地应力场模拟自动化系统研究

有限元地应力场数值模拟在石油勘探开发、工程开挖领域应用广泛,有限元应力分析软件ANSYS凭借其强大的通用处理能力受到青睐;但是在地应力分析过程中该软件建模能力较弱,不能构建复杂的三维地质模型;其建模过程烦琐,且无法直接处理钻孔、测井与地震等地学数据,同时考虑整个地应力求解过程人工参与较多,自动化水平较低。针对以上问题,地应力场模拟自动化系统将地质建模与地应力求解置于同一个平台环境下,利用三维地质建模技术构建地下岩体模型,展现地层之间的相互接触关系,并进行有限元求解得到三维地应力场分布。该系统能够提高建模效率、降低建模误差、简化材料参数设置,从而提高了地应力场建模自动化水平。     

老井开发对加密井水力压裂裂缝扩展的影响规律

随着页岩气的开发,对已有水平井井网加密将会是后期开发的关键。老井的持续开采会引起地层孔隙压力和地应力的重新分布,地应力的重新分布对裂缝扩展行为和路径造成显著影响。为了探究地应力的重新布对裂缝扩展行为的影响机制,本文基于块体离散元数值模拟方法,针对老井开采后地应力场变化对加密井水力裂缝扩展的影响特征开展研究。本研究综合考虑了注液速率,压裂液粘度、地应力梯度和初始地应力场等因素对水力裂缝扩展的影响。结果表明,老井引起的地应力降低会导致新井水力裂缝向老井偏移。提高注液速率,增大压裂液粘度可以有效降低地应力非均匀导致的水力裂缝偏移问题。地应力梯度越大、初始地应力越高,水力裂缝的偏移率越高。本研究对页岩气水平井加密方案制定具有一定的理论指导意义。     

遗传算法优化的神经网络在地应力回归分析中的应用

影响地应力场的主要因素有自重应力场和地质构造应力场,其中构造应力场目前还没有成熟的公式来计算。因而地应力场的计算大多是根据多元回归法原理,通过拟合而得出。近年来,人工神经网络对地应力场的拓展提供了另一种有效途径是,并在生物、电子、计算机、数学、物理等学科的许多实际问题中有广泛的应用。     

基于FLAC3D的岩体初始高水平构造应力场反演方法

为探讨深部岩体工程初始高水平构造应力场的数值模拟反演方法,采用三维有限差分法FLAC~(3D)分别对位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件及基于初始应变能理论的反演方法进行数值试验对比分析。结果表明:在模拟岩体初始高水平构造应力场过程中,位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件三种方法均不能满足要求;而基于初始应变能理论的反演方法效果较好,将该方法应用于狮子山矿区地应力场的反演分析,计算表明各测点的地应力反演值与实测值之间误差在允许范围内,进一步验证了该方法模拟计算岩体初始高水平构造应力场具有较好的可靠性,研究成果为深部岩体工程高水平构造应力场的反演计算方法提供了参考。     

某电站地下厂房区域初始地应力反演分析

根据某电站地下厂房区域工程地质条件以及实测地应力资料,分析影响区域初始地应力的因素,建立电站厂房区域三维有限元模型,利用FLAC3D值计算软件对工程区域初始地应力场进行三维有限元模拟,在实测地应力值与计算地应力值之间建立多元回归模型,求出各回归系数,结果表明模拟得到的初始地应力场与实测地应力值相符,能够满足工程设计、施工的需要.     

地形条件对大安山井田地应力的影响

针对大安山井田复杂的地质条件,采用理论分析、数值模拟和现场实测手段,研究了地形条件对大安山井田地应力的影响。通过理论分析探讨了地形条件对井田地应力的影响规律,结合实测结果与数值计算结果验证了理论分析的有效性。所建立的理论分析模型及分析方法经进一步改进后,完全可以应用于地形条件对井田地应力的影响规律分析。在浅部地层,地形条件对井田地应力场的影响较大。随采深的增加,这种影响逐渐减弱。深部地层应力场主要由自重应力和构造应力组成。地形条件是影响井田地应力场分布特征的重要因素。在采区设计阶段,就应该首先查明井田地形条件,详细分析地形条件对地应力的影响,充分考虑因地形因素造成的应力集中区域。     

寿阳区块地应力场规律

为了研究山西省沁水煤田阳泉矿区寿阳区块15~#煤层顶板的地应力场分布规律,从而有效指导压裂方案设计,在前期地质勘探工作的基础上,建立宏观地质模型;运用综合判定法处理Kaiser声发射测试结果,并结合古地磁实验,测定取样处主应力方向;基于边界荷载反分析法,运用数值拟合及线性回归方法,使用ABAQUS有限元软件反演得出寿阳区块地应力场的分布。研究结果表明:寿阳区块15#煤层顶板最大地应力在11~15 MPa之间,最大地应力东北部、北部偏高,西南部、西北部偏小,中部变化稳定,呈东西走向的倾斜式断层带主要影响区块南部的地应力分布与大小。