[发明专利]一种用于反演横观各向同性岩体地应力的方法

摘要

本发明涉及一种用于反演横观各向同性岩体地应力的方法，通过巷道内的岩体位移来反演横观各向同性岩体的地应力，包括以下步骤：在x‑y‑z坐标系中建立横观各向同性岩体模型，巷道横断面平行于各向同性面；确定横观各向同性岩体中地应力的方向；取巷道内岩体样本，测量岩体样本的横观各向同性岩体参数；测量巷道内岩体的形变位移；根据巷道位移解析公式得到地应力表达式。只需将岩体参数测量值和位移测量值代入位移解析公式，即可得到一套计算横观各向同性岩体地应力的具体公式；避免现场量测地应力所引起的设备布置复杂、误差较大和适用范围受限的现象，计算方法简便快捷，主要用于计算横观各向同性岩体地应力。

主权项

一种用于反演横观各向同性岩体地应力的方法，通过巷道内的岩体位移来反演横观各向同性岩体的地应力，其特征在于，包括以下步骤：(1)在x‑y‑z坐标系中建立横观各向同性岩体模型，巷道的横断面平行于xoy平面，巷道沿着oz轴进行开挖，其中xoy平面为横观各向同性面，oz轴为对称轴；(2)确定横观各向同性岩体地应力的方向，在竖直方向即沿y轴方向的初始地应力为p，水平方向即沿x轴方向的初始地应力为q；(3)取巷道内岩体样本，测量岩体样本横观各向同性面内(xoy面)的弹性模量E、泊松比μ，以及垂直于横观各向同性面方向(oz轴)的弹性模量E′、泊松比μ′；(4)测量巷道内岩体的形变位移u；(5)当巷道为圆形巷道时，根据位移解析公式通过位移反分析唯一性理论证明通过巷道内岩体位移可以唯一的反演得到岩体的地应力，并得到地应力p和q的表达式分别为：其中，圆形巷道的半径为a，r和θ是极坐标系下的半径和级角，θ是由x轴的正向算起，沿逆时针旋转的角度，点(r，θ)表示极坐标系中一个点的坐标，u₁和u₂分别表示两个点(r₁，θ₁)和(r₂，θ₂)的岩体位移值。