浅谈山西大同煤矿地应力测量及其地应力场反演分析

《浅谈山西大同煤矿地应力测量及其地应力场反演分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京科技大学硕士学位论文山西大同煤矿地应力测量及其地应力场反演分析姓名：董鹏申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李长洪20070115北京科技大学硕士学位论文摘要随着地下空间技术的迅速发展，地下工程不仅数量越来越多，而且规模也日趋大型化，同时埋藏深度也越来越大，因此，地下工程的围岩稳定性问题就变得尤为突出，为工程界和理论界所关注。解决该问题的关键在于深入认识和分析研究初始地应力场。本论文采用空心包体套孔应力解除法，通过对山西大同煤矿地应力现场实测和矿区及其周围区域地质构造的研究，对该矿区的地应力状态，包括大小

2、、方向及其分布规律分别进行了定性和定量的分析。首先，通过对各测点进行套孔应力解除试验，并对试验结果进行分析处理得到各测点的地应力大小和方向。其次，根据现有的区域和矿区的地质构造资料，运用地质力学原理对矿区的构造应力场进行了定性的分析，同时也验证了实测结果的可靠性：结合构造应力分析研究的结果和地应力实际测量结果对矿区地应力场进行深入的综合研究，得到整个矿区的地应力场分布规律。最后，为了更好地了解大同煤矿现今地应力场状态，为设计提供依据，利用已获得的各测点的地应力大小和方向，根据实测地应力资料、工程地质资料和数理统计理

3、论，利用ANSYS软件，采用三维有限元建立矿区的地应力场分布模型，对矿区地应力场进行反演模拟，并将有限元计算得到的计算值与实际测量值进行比较，再运用多元回归分析寻优法进行了优化计算，使计算值与实际测量值之间的误差最小，得到最优解，从而保证回归的地应力场最大限度地接近真实情况。通过分析矿区的地应力分布规律，得到如下结论：大同矿区地应力特点是水平主应力显著大于垂直主应力，侧压系数均大于1．5；最大水平挤压应力方向基本上为SE—Nw向，但后期有所发展，均有向SSE--NNW转动的变化趋势，这种变化是对燕山构造运动时期构造

4、应力sE—Nw水平挤压应力的继承和发展。这种地应力分布特征正是采矿工作面和回风巷道(顺槽)形成冲击地压的力学原因。关键词：地应力测量地质构造反演有限元数值模拟北京科技大学硕士学位论文Me龇ememofIn-situStressandAnalysisofRegionalIn-situStressFieldaboutDatongCoalMineinShanxiProvinceAbstractWiththerapiddevelopmentofundergroundspacetechnology，moreandmoreun

5、dergroundengineeringtendtobehugerandbeputintod啪n蹦晌峰s洲l毋ofwallrockofunderground既Igi珊：eriIlggrowsmoleandmore托m缸ka柳eandisnoticedbytheoristsandal西11胱慨Thecriticalfactoristoallalyzeandresearchthein-situstressthoroughlytosolvetheproblems．ThisthesisiIl舡I)dIlcesthegane

6、ml1h∞哆，technique,procedureandresultsofin-situstressmeasurementinDatongCoalMineinShanxiprovince．Throughthemeasmenaemandanalysisof钯ctonicsinthenfineanditsmroumUng咄ns，thestressstateanditsdistributionregularitiesarequantitativelyorqualitativelydetermined．Firstofal

7、l,didthea中d如】c虹tineverypointandoblainedthemagnitudesanddil-e血onsofrockstressofeverypointthroughtheanalysisandprocessofdata．Secondly．onthebasisoftheslmctmcalgeologydamofthenfiue锄龆andthesmmmralmechanicsprinciple，theslressfieldoftheminea蝴wasqualitativelym劫zed．Mea

8、nwhile,theresearchresultsweretestedandverified．Finally．usedtheresultsofanalysisandnMa霸卫℃nlenttodoaprofoundandsyntheticalanalysisoftheslressfield,andobtainedthedistributionregularit