三向壓力盒地應(yīng)力測試與反演方法研究.pdf

1、地應(yīng)力是引起地下工程圍巖變形和破壞的根本作用力，是進行圍巖穩(wěn)定性分析，實現(xiàn)巖石地下工程開挖支護設(shè)計所需的基本條件。煤礦深部圍巖大多破碎軟弱，力學(xué)強度低，在這樣松軟的圍巖中進行地應(yīng)力的有效測試是非常困難的。因此，對松散軟弱圍巖的地應(yīng)力進行準(zhǔn)確測試，基于測試數(shù)據(jù)反演分析巷道區(qū)域、整個礦井或礦區(qū)的地應(yīng)力場分布，對礦區(qū)或礦井規(guī)劃、巷道和采區(qū)整體布局及巷道支護設(shè)計等具有重要意義。針對這一構(gòu)思，本文的研究工作分為軟弱巖體地應(yīng)力測試方法和基于地應(yīng)力實

2、測數(shù)據(jù)的地應(yīng)力場反分析方法兩個主要部分部分，具體研究內(nèi)容如下：
　　第一部分，對目前常用的地應(yīng)力測試方法及其研究現(xiàn)狀與使用條件進行了總結(jié)，得出“在松軟圍巖中進行地應(yīng)力測試目前還沒有行之有效的方法”的結(jié)論，從而提出了一種適用于松散軟弱圍巖的地應(yīng)力測試方法——三向壓力盒地應(yīng)力測試方法。該方法的研究主要包括地應(yīng)力測試原理、測試步驟和巖土三向壓力盒、輸送安裝桿等測試設(shè)備的研制等內(nèi)容。其中巖土三向壓力盒的研制是研究的重點，分析了巖土工程中常

3、用的壓力傳感原理及測試場地條件限制等因素。三向壓力盒以電阻應(yīng)變式壓力測量原理為基礎(chǔ)進行設(shè)計，主要包括外觀設(shè)計、內(nèi)部的壓力測控系統(tǒng)及顯示電路設(shè)計、完全溫度補償技術(shù)研究等內(nèi)容。
　　第二部分，概述了初始地應(yīng)力場反演分析的常用方法，對比各方法的優(yōu)缺點，提出了自己的研究思路。主要對有限元多元回歸分析反演方法作了進一步的研究，針對樣本應(yīng)力場與實際應(yīng)力場偏差過大的情況采用了該方法的改進算法。通過常規(guī)算法與改進算法的算例對比分析，說明了改進算法