分析水电站地下洞室区域地应力场反演分析

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1、第12卷第5期南水北调与水利科技Vo1．12No．52014年1O月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience＆Technology()ct．2014DOI：10．13476／j．cnki．nsbdqk．2014．05．011水电站地下洞室区域地应力场反演分析王桂生，冯治刚，杨中(中水淮河规划设计研究有限公司，安徽蚌埠233001)摘要：在地下洞室围岩稳定分析计算中，地应力研究区域较大，而测量的已知参数信息量有限，在此基础上进行的数值分析往往与实际存在一定的偏差。根据地应力实测资料及地质构造条件，基于改进的粒子

2、群优化算法，建立了初始地应力场反演模型，反演结果与实测结果吻合较好，为进一步分析厂房区围岩的稳定性提供了参考。关键词：地应力场；反演分析；优化粒子群；侧压系数中图分类号：TU47文献标志码：A文章编号：1672—1683(2014)05—0045—05Inversionanalysisofin-situstressfieldinundergroundcavernofhydropowerstationWANGGui—sheng，FENGZhi—gang，YANGZhong(ChinaWaterHuaihePlanningDesignandResearchC

3、O．，LTD，Bengbu233001，China)Abstract：Inthecalculationofthestabilityofsurroundingrockintheundergroundcaverns，thestudyareaofundergroundstressisusuallylarge．However，theinformationofknownparametersislimited；thereforethenumericalanalysisresultsonthisbasiscanresultinsomedeviationsfromthe

4、reality．Basedonthemeasureddataofundergroundstressandgeologicalstructure，andimprovedparticleswarmoptimizationalgorithm，aninversionmodeloftheinitialstressfieldwasdeveloped．Theinversionre—suitswereingoodagreementwiththemeasuredresults，whichcanprovidereferenceforthefurtheranalysisoft

5、hesurroundingrockstabilityintheplantarea．Keywords：groundstressfield；inversionanalysis；improvedparticleswarmoptimization；lateralpressurecoefficient地应力是地质环境与地壳稳定性评价、地质工程设计和按照非线性方法估算初始应力场将大大提高回归精度以及施工的重要基础资料之一，正确选取地应力的量值和方向是可靠性。上述三种方法在中小型地下结构的初始应力场分设计工作的关键。由于地应力成因复杂，影响因素很多，测析或者假定的简化

6、模型中具有很好的适用性，但是对于地形点相对分散，量测结果具有一定的离散性，因此要精确地、定复杂、岩体物理参数多样的大型地下工程设计中，就有很大量地分析地应力场十分困难。目前国内外多利用某些位置的局限性，而且在求解的迭代过程中，三种回归方法方程的的现场实测应力来反演工程区的初始地应力，并在三维以系数矩阵有时是病态或者奇异的，参数识别结果不确定。内的弹性、弹塑性及黏弹塑性的反演计算及初始地应力的各l改进的粒子群优化算法简介种分布以及各材料的反分析等方面取得了重要进展l1]。如Et本的樱井春辅提出了位移一应变反演确定初始地应力与地1．1算法原理层参数的有限单元

7、法；金长宇等[_3]、易达等人l4分别采用神粒子群算法兼有进化计算和智能群的优点，其数学表达经网络法和遗传算法对岩体力学参数和地应力进行反演。为：假设空间P维，粒子总数n，第i个粒子所在地点为向量传统的地应力反演方法主要有_5]：(1)多元线性回归分,37一(，,27⋯，)，第i个粒子搜索到的最优位置为P：析，利用统计学原理来确定影响初始地应力场的主要因素及(pP一⋯，P)，整个粒子群搜索到的最优位置为Gi一其相互之间定量关系；(2)逐步回归分析，通过逐步计算引入(gl，g2，⋯，gP)，第i个粒子速度矢量Vi一(Vi1，Vi2，⋯，rip)。该方程的变

8、量的贡献，下一步选择一个贡献最小的变量，在粒子的每维速度及位置按下式变化：给定的