蘭州市水源地建設(shè)工程初始地應(yīng)力場(chǎng)反演方法研究.pdf

1、隨著工程建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的重大工程在深部和強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)區(qū)興建，給工程的安全建設(shè)提出了重大挑戰(zhàn)。由于初始地應(yīng)力是分析圍巖的穩(wěn)定性并實(shí)現(xiàn)工程開(kāi)挖設(shè)計(jì)和科學(xué)決策的重要條件。因此，準(zhǔn)確測(cè)量和反演初始地應(yīng)力是進(jìn)行工程災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、災(zāi)害預(yù)警以及可靠防控的前提和關(guān)鍵。針對(duì)目前地應(yīng)力反演方法中的反演精度問(wèn)題，本文以蘭州水源地建設(shè)工程為工程背景，基于工程現(xiàn)場(chǎng)初始地應(yīng)力實(shí)測(cè)資料，提出了一種結(jié)合多元線性回歸方法和PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的巖體初始地應(yīng)力場(chǎng)

2、反演的新方法。本文的主要研究工作如下：
　?。?）對(duì)初始地應(yīng)力的研究背景進(jìn)行了介紹，并歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外地應(yīng)力測(cè)量方法和技術(shù)的適用性及發(fā)展趨勢(shì)；闡述了目前各種地應(yīng)力場(chǎng)反演分析方法及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)并介紹了初始地應(yīng)力場(chǎng)反演的基本原理。
　?。?）介紹了蘭州水源地工程區(qū)域的工程概況與地質(zhì)條件，并基于現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，使用多元線性回歸、非線性回歸等反分析方法對(duì)蘭州水源地工程區(qū)域的初始地應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行反演分析。
　?。?）提出

3、了基于線性回歸的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演新方法，即基于多元線性回歸地應(yīng)力反演結(jié)果重新構(gòu)造樣本數(shù)據(jù)，以此開(kāi)展基于PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的地應(yīng)力反演，使用該方法對(duì)蘭州市水源地建設(shè)工程區(qū)域的初始地應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行反演分析。同時(shí)，為驗(yàn)證新方法的合理性，采用工程經(jīng)驗(yàn)類比法構(gòu)造了經(jīng)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了初始地應(yīng)力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演。
　?。?）將上述四種地應(yīng)力場(chǎng)反演方法得到的工程區(qū)域初始地應(yīng)力計(jì)算值分別與實(shí)測(cè)值對(duì)比分析可得到：相對(duì)其他方法，本文所提新方

4、法不論在地應(yīng)力量值還是方向性方面均能與實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)很好吻合，尤其在地應(yīng)力方向性方面具備更好的準(zhǔn)確性。
　　本文提出的基于線性回歸方法的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新方法在初始地應(yīng)力場(chǎng)反演中能夠考慮多種地質(zhì)構(gòu)造作用的荷載或位移作用模式和自重的影響，避免現(xiàn)有方法中構(gòu)造樣本時(shí)因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足而導(dǎo)致的錯(cuò)誤，此外，通過(guò)回歸與回代過(guò)程，避免了試算法受人為因素影響和隨意性較大的缺點(diǎn)并有效地保證工程區(qū)域初始地應(yīng)力場(chǎng)的準(zhǔn)確反演。本文研究成果可以為相似工程的初