煤系地层岩体初始应力场的分析与估算

岩体初始应力场是一个十分复杂的问题,而应力实测又不是任何条件下都可以实现的。因此正确估算初始应力场对围岩稳定性分析就变得十分重要。本文试图根据国内外有关资料和个人实验及实测结果,对煤系地层的原岩应力场进行探讨,就目前有争议的某些问题提出了一些个人的看法。文中对煤系地层岩石的性质,特别是流度性质进行了阐述,对原岩应力场中各应力分量之间的关系进行了详细讨论,认为静水压力假说可以作为煤系地层原岩应力的计算基础。文中也讨论了构造应力场的影响,区分了自重应力场和构造应力场各自在原岩应力场中所起的作用。建立了一套简单易行的原岩应力场的估算方法,并在实际应用中得到了证实。     

基于Midas GTS模拟管线施工对桥梁桩基稳定性的影响

为了分析输油管线下穿公路桥梁对桥梁桩基的影响,基于有限元软件Midas GTS开展数值模拟研究.通过模拟管道开挖前穿越段桩基处初始应力场、开挖后桩基应力场和回填后的应力场等工况,确定桩基的主应力和位移,分析管道施工对桥梁桩基的影响,得到管线施工对9号桩基影响最大,进而提出针对部分桥墩加强保护及监控量测,以及根据量测结果...     

初始地应力位移反分析计算的有限单元法

本文给出了一种由洞周围岩位移量测值反馈确定地层初始地应力的有限元计算法,包括线弹性问题和非线性问题。文中不仅给出了计算原理和公式,而且给出了平面应变问题非线性有限元计算法的程序框图和算例验证,可供工程实践采用。这一方法的主要特点,是利用现场易于量测的位移信息进行分析计算,并适用于任意洞形地下洞室的任意开挖阶段。此外,文中给出的平面应变问题有限元计算法还可排除洞室开挖的空间效应的影响,并能单独确定初始构造地应力,以便较为精确地确定初始地应力场的分布现律。本文还根据数理统计原理考虑了提高计算精度的方法。     

地下厂房试验洞的粘弹性反分析

结合某地下厂房试验洞量测资料的分析,研究成层各向异性岩体中洞室工程粘弹性问题的反分析方法。反分析计算时采用分层均质模型,将计算区域内各层岩层分别视为均质各向同性体,初始地应力假设成线性分布。有限元分析中,对倾斜成层的岩层、软弱夹层及断层节理等分别划分了单元,以模拟成层岩体的分布特征及其对洞室工程在受力与变形方面所产生的一些各向异性宏观效应。为使计算过程简化,对离洞室较远的地层按地质资料对材料特性参数赋值,通过弹性反分析计算出地层初始地应力;采用三元件模型,建立围岩粘弹性反分析模型,反演求得试验洞相邻围岩的粘弹性参数值。为工程设计与支护提供了可靠的依据。     

圆形隧洞周边位移和地层压力预报的简便公式

应用本文所提出的公式可计算地层的初始应力和由开挖引起的洞周位移。预报公式所需要的计算数据是一组相邻测点之间的量测位移,这可通过隧洞的施工监控量测而得到。在推导这些预报公式时,著者先应用一系列的有限元和无限元等数值计算方法来模拟洞室的开挖,从而得到大量的“观测数据”。然后综合应用自动回归和解析方法,建立了实用的计算公式。这些公式使用简便且具有良好的精度。     

基于神经网络与有限元法相结合的初始地应力场反演分析

目前,对于初始地应力场的测试主要采用现场直接量测法,而采用神经网络与有限元法相结合的反演分析法越来越成为了一种有效途径.结合广东第五抽水蓄能电站工程实例,利用神经网络与有限元分析相结合的方法,以及BP神经网络结构和ADINA三维有限元模型建立岩体参数、边界条件与地应力场的映射关系来反演初始地应力场.模拟计算与实测结果的对比表明:采用该方法进行初始地应力场的反演计算是可行的,计算结果是合理的,对类似工程具有一定参考价值.     

确定矿山巷道初始地应力方法的研究

本文提出了一种在矿山地区确定初始地应力的新方法。根据本文提出的方法,只要在三个相互交叉的圆形巷道中量出过洞周特定点的直径两端的径向相对位移值,即可计算这些量测巷道所在地段地层的初始地应力。文中给出了算例,并对算例作了验证。木文提出的方法也可为勾划矿山地区初始地应力的分布规律提供有价值的资料,并可用于确定其它地下工程围岩中的初始地应力。     

任意形状洞室的围岩流变参数反分析

一、前言国内外关于围岩和围岩一支护系统的流变研究已有大量工作,围岩流变参数的研究是其中重要而较困难的工作。显然,由于围岩本身存在力学性质上的不均匀性和不连续性,由围岩试样的室内流变试验所得参数往往不能完全反映围岩的实际性质,因此,由洞室开挖时现场量测信息来分析围岩的流变参数是一条有实际意义的途径。近年来,随着“新奥法”概念的应用,“反分析”方法在地下结构中越显重要。目前,利用量测位移信息反算地层初应力场和弹性参数等已有较多的工作,所采用的方法有解析法、有限元法和边界元法。本文提出了利用任意形状洞室洞周位移信息反算围岩粘弹性流变参数的解析法。本文首先应用拉氏变换和复变函数方法得到任意形状洞室的粘弹性解,然后     

位错应力场的连续介质模型

从弹性力学的基本公式出发，把固体材料当作准连续介质，研究了影响材料强度的主要缺陷位错引起的应力场的数学表达形式，根据力场间的相互作用原理，讨论了直线位错间的相互作用力和相互作用能的计算方法，教学计算结果表明，位错应力场与电磁场可以具有类似的表达形式，也具有一些类似的性质。     

基于地应力场的复压造新缝力学条件

重复压裂裂缝的延伸轨迹主要受地层应力场的控制,对于重复压裂地层当前应力场是决定裂缝起裂和延伸的关键条件.本文建立了原始地应力场、初次裂缝诱导应力场、孔隙压力诱导应力场模型,并运用叠加原理,建立重复压裂应力场,给出了裂缝转向的力学条件,通过对实际井的计算得出裂缝的周围应力场分布和裂缝的延伸轨迹.     

岩体初始地应力场对地下洞室围岩变形及应力的影响

基于施工力学的分析方法,建立了地下洞室开挖仿真计算的有限元列式、施工过程中岩体初始地应力场的释放上的卸荷是影响洞室稳定的主要因素,结合工程实例计算,分析了初始地应力场对地下洞室围碉变莆、应力的影响,结果表明,岩体的初始应力场侧向应力分量愈大,洞室侧墙内缩位移愈大而环向压力测有所减小,并使得顶拱沉降位移减小,环向压应力增大。     

光弹物理模拟实验法在古应力场研究中的应用

古应力场的研究是当今构造地质学和石油构造地质学的研究热点,作用在岩石或地层中的应力可以导致其不同样式和特性的变形,并且驱动油气的运移和成藏。从地质体中直接获得古应力场各项参数相当困难。将光弹物理模拟实验方法应用于古应力场研究中,介绍了光弹物理模拟实验的装置、材料、边界条件和相似理论,给出了实验结果。对该实验结果进行了物理学和动力学分析,结果表明：（１）最大主应力σ１作用方向和强度控制着非均匀介质中     

地下工程反分析的研究

针对地下工程的以分析问题,对岩体采用了弹、塑、粘性模型和考虑了随深度变化的地应力场,为了克服反分析问题的不适定性,又采用两目标函数进行两步反演,第一步为避免量测的滞后损失,以施工阶段的增量位移为依据,彩弹性模型,反演分析６个随深度变化的初始地应力分量和弹性模量;第二步动用灰色理论,从监测得出的实际位移值求出“最终位移”值;以此移值为依据,以第一次得出的初始地应力场和弹性模量Ｅ籽初值,采用弹塑性模型     

针刺复合织物拉伸性能有限元计算

根据针刺复合织物结构,分析其在拉伸过程中的内部应力场,说明拉伸应力应变预测计算的困难。织物拉伸变形时,随着应变逐渐增大,织物应力应变本构关系逐渐失去线弹性特点,而表现为纺织材料固有的粘弹性质,使织物拉伸变形具有物理非线性特点。讨论了具有这种特点的织物拉伸应力应变分析计算的有限元方法,并对该有限元方法的算法作出说明。计算结果与实验结果有较好的一致性。     

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．     

基于测录井资料的气油比定量计算方法

气测录井技术在识别复杂流体性质上发挥着越来越重要的作用。常规油气藏与复杂油气藏在测井和录井上的响应特征具有一定的相似性,利用常规测井方法或录井方法定量区分复杂储层困难较大。目前国内主要应用测井资料定量计算气油比从而识别流体性质,应用录井资料较少。研究发现,录井资料能更直观地反映地质特征与含油性特征。综合分析不同储层流体气测录井曲线响应特征,引入反映储层流体中轻烃组分与重烃组分相对含量的气测派生参数Ha、Hb,建立气测派生参数Ha、Hb与气油比的相关关系式。将相关关系式应用于最优化理论中,建立录井响应方程式,结合测井响应方程式求出储层中各组分相对含量,通过地层组分分析程序与最优化理论精确计算气油比。应用结果表明,综合测录井资料的气油比定量计算方法能精确计算气油比,且其计算结果与实际测试资料结论相符,为复杂流体性质的识别提供了有力的技术支撑。     

基于气测录井资料的气油比定量计算方法

气测录井技术在识别复杂流体性质上发挥着越来越重要的作用。常规油气藏与复杂油气藏在测井和录井上的响应特征具有一定的相似性,利用常规测井方法或录井方法定量区分复杂储层困难较大。目前中国主要应用测井资料定量计算气油比从而识别流体性质,应用录井资料较少。研究发现,录井资料能更直观地反映地质特征与含油性特征。综合分析不同储层流体气测录井曲线响应特征,引入反映储层流体中轻烃组分与重烃组分相对含量的气测派生参数H_a、H_b,建立气测派生参数H_a、H_b与气油比的相关关系式。将相关关系式应用于最优化理论中,建立录井响应方程式,结合测井响应方程式求出储层中各组分相对含量,通过地层组分分析程序与最优化理论精确计算气油比。应用结果表明,综合测录井资料的气油比定量计算方法能精确计算气油比,且其计算结果与实际测试资料结论相符,为复杂流体性质的识别提供了有力的技术支撑。     

汽车安全碰撞问题的数学模型

运用非线性数值计算方法摸拟冲击碰撞时粘滞弹塑性材料的应力场分布.发现其结果与P-T/T（Maxwell）应力微分方程相同,其冲击加速度数值解与EEVC实验吻合.由此而得到弹塑性复合材料的冲击碰撞应力场合理数值结果,并运用后估计算法对冲击碰撞大变形应力场初始阶段进行了模拟,对汽车安全技术被动保护装置的气流触发控制数学模型的建立提供了可靠依据.     

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。     

中深层地热井地温影响规律及预测方法

中深层地热井初始地层温度、原始地温梯度是影响中深层地热井换热量计算的重要参数,在完井后短时间内所测得的井温并不能真实反映初始地层温度,也不能反映原始地温梯度。为准确地获取初始地层温度、原始地温梯度,通过分析测井数据发现由于钻探过程中钻井液循环致使井筒内部上下温差变小,导致未静井时获取的地温梯度偏低,需要增加静置时间才能保证所测初始地温的准确性和可靠性,但在实际工程中长时间增加钻孔静置时间是难以实现的。结果表明：通过对钻井液循环过程中传热分析可以获得钻柱内钻井液温度与地温梯度的关系式;在建立钻井液与地层瞬态传热解析解模型的基础上,计算出静置较短时间后井内钻井液温度,获得其与完井后所测试的井内钻井液温度的相关系数,可以快速地计算出原始地温梯度、初始地层温度。通过与文献中数据以及测井结果对比,验证了所提出方法的准确性,可为中深层地热井与岩层换热的分析提供准确数据,对中深层地热井换热性能研究具有实际意义。