地应力分布

地应力分布情况分析

1. 地应力反演三维模型

沿着引水隧洞方向建立三维模型，模型顺引水洞方向取10358.215m，垂直引水洞方向取2066.367m，根据地形，最大相对高度3750m，最小相对高度1850m 。该模型共有35119个节点，191102个单元。如图6.1.1，单元体形状如图6.1.2。由于模型庞大，故在模型中，远离厂房洞段风化层单元边长平均为200m；岩层单元体边长平均为300m；断层各单元体除最短边为18m外，其他平均边长为100m；靠近厂房洞段风化层各单元体边长平均为80m -110m；岩层各单元体边长平均为230m。

图6.1.1

引水隧洞软岩段三维模型图

图6.1.2 单元体形状图

根据提供的地应力测值资料，在模型中确定出对应实测地应力测点的位置，各测点位置分别如图6.3.1.

X Y Z

（a ） 测点所在平面位置图

（b ） YK2所在y 向剖面x=645m 处的位置图

（c ） ZK2和ZK3所在y 向x=1671m 处的位置图

图6.3.1 引水隧洞软岩段YK2、ZK2和ZK3实测点在模型中的位置图

地应力场变化规律分析：

采用重力加载法，可以从上表中测点的应力分量变化中得出：σx 和σy 的应力值呈线性变化，敏感性比较结果是：x向应力在重力加载法下敏感性稍低于y向的。但在σz 达到实测值水平的同时，x向和y向应力分量几乎达到实测值水平，其变化规律也较符合地应力的发展趋势。（下图为引水隧洞软岩段测点所在剖面的应力切片云图）：

0 Y

X

图6.5.1.7 X=645.4485切面（YK2所在面）在重力加速度为1.606g时垂直引水隧洞方向应力分布图

图6.5.1.8 X=645.4485切面（YK2所在面）在重力加速度为1.606g时沿引水隧洞方向应力分布图

图6.5.1.9 X=645.4485切面（YK2所在面）在重力加速度为1.606g时铅直方向的应力分布图

YK2测点所在剖面的地应力分布如上图所示：随着埋深的增加，各向应力分量趋于递增的趋势，应力大小与埋深成正比例关系。在断层处，出现应力突变或不连续，这是由于材料强度差异造成的。另外，x向和y向应力分量在该模型下最大值大于38Mpa；在竖直方向的应

力分量最大值大于120Mpa，最大值均出现在模型的底部。

图6.5.1.12 X=1671切面（ZK2，ZK3所在面）在重力加速度为1.606g时垂直引水隧洞方向应力图

图6.5.1.13 X=1671切面（ZK2，ZK3所在面）在重力加速度为1.606g时垂直引水隧洞方向应力图

图6.5.1.14 X=1671切面（ZK2，ZK3所在面）在重力加速度为1.606g时垂直引水隧洞方向应力图ZK2，ZK3测点所在剖面的地应力分布如上图所示：随着埋深的增加，各向应力分量趋于递增的趋势，应力大小与埋深成正比例关系。在断层处，出现应力突变，这是由于材料强度差异造成的。另外，x向应力分量在该模型下最大值大于36Mpa；y向应力分量在该模型下最大值大于38Mpa；在竖直方向的应力分量最大值大于120Mpa，最大值均出现在模型的底部。

（c）第一主应力图

（d）第三主应力图埋深600米

(c) 第一主应力图

(d) 第三主应力图埋深800米

(c) 第一主应力图

(d) 第三主应力图埋深1000米

(c) 第一主应力图

(d) 第三主应力图

埋深1200米