水工隧洞外文翻譯--輸水隧洞的應(yīng)力狀態(tài)和可能的擠壓變形的預(yù)測(cè)分析（譯文）-文庫吧
2025-04-16 23:03 本頁面
【正文】 括六個(gè)獨(dú)立的參數(shù)估計(jì)和預(yù)測(cè)；三主應(yīng)力（ σ1， σ2， σ3， 或 SH， Sh， SV）和三個(gè)方向的應(yīng)力。實(shí)際上，它是不可能準(zhǔn)確確定或預(yù)測(cè)地應(yīng)力狀態(tài)的。 HaimSon 在許多場(chǎng)合強(qiáng)調(diào)這一觀點(diǎn)，而事實(shí)上，所有的壓力測(cè)量和估算方法只能充其量地揭示可能的應(yīng)力狀態(tài)[7,8]。與此同時(shí)， HaimSon 建議基于其它理論或從第三方獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)被用于驗(yàn)證測(cè)量的可靠性。因此，在進(jìn)行預(yù)測(cè)分析前，應(yīng)給與以下假設(shè)：（ 1）一個(gè)主要的 主應(yīng)力是垂直應(yīng)力，等于上覆巖層的重量；（ 2）一個(gè)工程區(qū)的巖體可被視為一個(gè)連續(xù)的媒體和應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定的地質(zhì)單元；（ 3）巖體地質(zhì)單元的不連續(xù)性或包含對(duì)象的非均質(zhì)性以及各向異性對(duì)整個(gè)地應(yīng)力狀態(tài)影響不大，只適用于局部工程區(qū)域。換句話說，三個(gè)假設(shè)進(jìn)一步限制了本文所提出的方法的應(yīng)用范圍。 一個(gè)地應(yīng)力分布預(yù)測(cè)過程可以細(xì)分為四個(gè)步驟。首先是確定應(yīng)力方向，并估計(jì)可能原地應(yīng)力狀態(tài)（包括正斷層，逆斷層作用和走滑斷層）。第二步是進(jìn)行實(shí)地測(cè)量活動(dòng)，基于先前步驟的結(jié)果開發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查計(jì)劃。第三步，需要使用修改后的理論模型和數(shù)值模型預(yù) 測(cè)工程區(qū)的地應(yīng)力狀態(tài)。最后一步是確定相應(yīng)的地應(yīng)力狀態(tài)。 在第一步中，進(jìn)行應(yīng)力模式初步分析。目前，應(yīng)力數(shù)據(jù)的采集和分析有利于應(yīng)力的研究，特別是世界應(yīng)力圖 （ WSM） 和中國地殼應(yīng)力數(shù)據(jù)庫 （ DCSC） 。通過這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫，對(duì)應(yīng)力模式和特定的順序的分析，可類似地確定工程區(qū)屬于一個(gè)可以達(dá)到的應(yīng)力方向區(qū)域。同時(shí)，收集大量的文獻(xiàn)，可以幫助了解一個(gè)地區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)的細(xì)節(jié)。在這個(gè)階段，基于巖土工程和地震地質(zhì)調(diào)查，用來推斷應(yīng)力狀態(tài)的地質(zhì)數(shù)據(jù)可以參照安德森理論 [9,10]。安德森的理論基礎(chǔ)上述二個(gè)假設(shè)。也就是說，對(duì)于一個(gè)相對(duì)孤立的地質(zhì) 塊體，在一定程度上其應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定的，這與斷層塊空間分布有關(guān)，可以定量地描述。 第二步是進(jìn)行應(yīng)力測(cè)量活動(dòng)，與廣泛使用的壓裂和套芯的方法。 Amadeietal寫了兩本介紹不同的應(yīng)力測(cè)量方法的細(xì)節(jié)的經(jīng)典書籍 [1,7]。應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)將被用來計(jì)算側(cè)壓力系數(shù)（水平主應(yīng)力與垂直應(yīng)力），與應(yīng)力模式相比，區(qū)域性斷裂特征。如果結(jié)果不一致，應(yīng)力狀態(tài)被認(rèn)為是與區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)一致。如果不是，偏差的原因就是需要解決的問題。 至于第三步，建議修改 Padron 模型與數(shù)值方法。數(shù)值模擬是模擬應(yīng)力和巖體的應(yīng)變響應(yīng)的一般方法。巖土工程用戶可以 選擇合適的軟件，建立準(zhǔn)確的地質(zhì)模型和邊界條件的設(shè)置來滿足他們的需求。然而，數(shù)值模擬是適合小型飛機(jī)工程區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)的模擬，特別是對(duì)水電站大壩和廠房。 然而，超長(zhǎng)，深埋隧洞，整個(gè)隧洞軸線的巖土工程勘察是膚淺的。隨著隧洞 3 的長(zhǎng)度比計(jì)劃調(diào)查鉆孔少。在這種情況下，因?yàn)樾」こ痰囊?guī)模和超長(zhǎng)超深埋隧洞的數(shù)值模型，粗糙的建設(shè)，是不可接受的數(shù)值模擬。因此，修改后的模型推薦的預(yù)測(cè)是沿隧洞軸線應(yīng)力幅值。在此，改良模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要的回顧 [ 11 ]。 簡(jiǎn)化原 Padron 的模型方程可以表示為平均水平主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值， K（平均側(cè)壓力系 數(shù)），如下： 7 ( ) ( 1 1 )k E z z? ? ? (1) 其中 E（ z） 是指巖石平均彈性模量在一定的深度和 Z 的深度。在同一地質(zhì)單元，巖性因深度而變化，然后轉(zhuǎn)換公式（ 1）可以用來預(yù)測(cè)應(yīng)力大小與有限的實(shí)地測(cè)量，如下列： 2221110 . 2 5 7 ( 0 . 0 0 1 1 )0 . 2 5 7 ( 0 . 0 0 1 1 )Ezkk ??? (2) 其中對(duì) 于有趣的是， k1和 k2是第一和第二區(qū)域是平均側(cè)壓系數(shù)； E1 和 E2是巖石的彈性模量； Z1 和 Z2 是埋藏深度。最初，并沒有澄清巖石試樣的彈性模量
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