应力场求解结果分析 应力场分析原理

根据上述标准隧道开挖断面的计算参数及映射函数系数及应力和位移公式，进行了应力和位移计算，以下为计算结果分析。

（1）隧道洞周应力

在孔口问题中，最大及最小的应力总是发生在孔边，因此孔边应力尤其值得注意。由于隧道孔边的边界面力为零，因此孔边上的径向应力和剪应力均为零，只有环向应力存在。一般认为对于孔口的环向应力平行于自由表面方向，而径向应力则认为垂直于自由表面，下面的分析均在这种前提下进行。隧道开挖后的环向应力分布为图2.13所示。

图2.13 四心拱隧道孔边环向应力分布

由图2.13可知，环向应力均为压应力，且在围岩均质、洞形和荷载对称的计算条件下，标准隧道断面开挖后洞周环向应力分布呈轴对称关系。不同曲率的弧段应力分布差异较大，拱底的曲率半径最大环向应力最小，仰拱和边墙的结合段曲率半径最小应力值最大。另外，不同弧段曲率越接近意味着顺接越光滑，则洞周环向应力突变值越小，如果两弧段曲率半径差异较大，则存在应力突变，这从拱底和R＝1.6m小弧段的结合部可以看出，这也诠释了实际工程中总是避免出现角点的原因。

（2）围岩应力分布及扰动范围分析

隧道围岩应力分布的一般规律为：洞周附近围岩由于隧道的开挖产生次生应力场，随着离开孔边距离的增大，次生应力很快减小，围岩应力趋近于原岩应力场，以此验证解法的正确性。图2.14给出了标准隧道开挖断面在像平面上三条线段，其幅角分别为7°、58°和-50°，线段上各点的间距相差0.2 r，r为单位圆的半径，原平面上的各点分别与像平面上各点相对应。图2.15为原平面上上述各点的σ_x、σ_y和τ_xy，图中横轴为各点至洞周距离与单位圆半径的比值。

图2.15为与像平面上幅角为-50°、7°和58°三个方向相对应的实际隧道围岩各点应力，由于σ_x、σ_y和τ_xy不在其主方向上，故在洞周三点均不为0。由图2.15可知，在3个方向上剪应力在隧道周边取得最大值，这符合一般规律。σ_x和σ_y在距离隧道周边超过2倍的单位圆半径后趋向于原岩应力。

通过以上对标准隧道断面开挖后洞周及围岩应力分析表明，隧道开挖在洞周2倍跨度范围内产生的次生应力场较大，引起围岩应力重分布，而在2倍跨度之外产生的次生应力场几乎可以忽略不计。隧道开挖时，隧道洞周及1倍跨度范围内的围岩应力分布发生急剧变化，是围岩稳定性分析的重点。隧道开挖洞形对围岩稳定性影响较大，尤其是要注意曲率半径较小的弧段及不同曲率半径弧段的结合部，应是围岩支护及稳定性观察的重点。

图2.14 标准隧道断面围岩应力分析点

地壳在某一特定的演化阶段,构造应力场是相对统一的,其主应力方向基本保持不变。这样可以通过多种地质方法反演古构造应力场方向,并通过应力场方向的变化来重建构造演化历史。常用的古构造应力场研究方法主要利用构造形迹的走向和夹角的统计分析,来判断主压应力或引张应力方向,如张性裂隙脉指示最小主压应力方向,初始共轭节理的夹角平分线方向指示最大主压应力方向,垂直纵弯褶皱轴面的方向指示最大主压应力方向等。这些方法大多是定性或半定量的。
本项研究运用断层滑动面上擦痕资料的构造反演,确定古构造应力状态(3个主应力轴的方向和应力椭球系数)。这个方法是基于Wallace-Bott假设之上,即“断层滑动面上的运动方向平行该断层面最大剪切应力方向”(Carey,1979;Angelier,1984)。在这个假设前提下,利用断层滑动资料求解古应力状态,需要满足下列条件:
1)岩石介质是各向均一的;
2)断裂之间不产生相互干涉;
3)断层面是平直的;
4)区域应力场保持不变。
在满足上述条件之下,从理论上,要求至少4条不同方向断层滑动矢量数据,就可以反演断层活动时的应力状态。大量的应用结果表明,这种方法在脆性变形领域和小构造变形地区,是行之有效的。同时可以用这种方法开展构造变形叠加的分析,并建立构造应力场转换历史。当然,利用断层滑动矢量进行古应力场研究,往往需要与地层序列分析和区域构造演化事件分析有机结合,这种分解方法的结合常称为构造-地层分析法,它最适用于盆地构造分析。
郯庐断裂带中-南段应力场分析采用计算机程序“利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态”来求得区域构造古应力场状态,进行动力学分析(Mercier & Vergely,1992;侯明金等,2003)。此程序工作原理是:利用断层面上的擦痕的动向矢量测量结果,计算出产生运动的平均应力偏差、应力方向即应力场3个主应力轴的产状和相对大小。它最关键的前提条件是假定断层面上的擦痕的动向与应力切向分量矢量平行,即一r/Pith(擦痕)(Mercier & Vergely,1992;侯明金等,2002)。
工作中,野外资料收集要求从最新地层内的断裂动力学分析开始,逐步深入。首先在新近纪地层内进行应力场分析。在确定发生于新近纪地层内的断裂活动应力场特征之后,在古近纪地层内工作时,就可以找出发生于古近纪同期及之后(新近纪)的断裂活动应力场特征。以此类推,层层深入,层层筛分,就可以确定发生于每个时代地层/岩层内的断裂活动的同期应力场及其后叠加的多个应力场特征。综合所有的同期应力场特征及辅以叠加的应力场特征来验证,就可以确定一个连续的、完整的断裂活动的应力场演化序列,结合区域构造变形特征分析,阐明断裂带的构造演化。
本次工作中对郯庐断裂带安徽段进行了应力场分析,并综合前人的应力场资料(Ratschbachere-ta.l,2000;Grimmer et al.2002;Zhang et al.,2003;侯明金等,2007),获得了郯庐断裂带中-南段白垩纪及以来各个时期的区域应力场,为该时期构造运动的动力学分析奠定了基础。
分析表明,郯庐断裂带及其周边地区在白垩纪-新生代时期的演化历史可以分为6个阶段:早白垩世初挤压作用、早白垩世裂谷作用、早白垩世末构造反转、晚白垩世-古新世走滑伸展、晚白垩世末构造反转、新近纪以来构造反转。将郯庐断裂带周边盆地沉积充填历史和构造应力场演化历史结合起来,可以比较全面地描绘郯庐断裂带中-南段在白垩纪-新生代的运动历史和构造体制的重大转折过程。

　　一、可以用ansys workbench动力学模块做直接耦合，单元通过插入代码修改成耦合单元，温度场的边界条件通过插入命令插入。后处理放到经典ansys里做。

　　二、Workbench的简单介绍：
　　自ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版两个版本，并且目前均已开发至15.0版本。Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。面对制造业信息化大潮、仿真软件的百家争鸣双刃剑、企业智力资产的保留等各种工业需求，ANSYS公司提出的观点是：保持核心技术多样化的同时，建立协同仿真环境。

19513779840：应力分析结果是怎么样的?
空该答：应力分析结果它会出个应力图，不同颜色代表不同的应力大小，对应图上标识，就可以看出应力的最大及最小点在哪，数值大小等。E代表的英文是exponent，是指数的意思，简单点说，e10就是10的10次方（10^10），输入指数就用^10代表指数。应力图呢，只用看最大值在什么地方，是多少。

19513779840：ansys应力分析结果怎么看
空该答：5、ANSYS分析软件。有限元分析看最大应力需要按材料类型选择单元，然后绘制应力云图，看最大值，这些可以在ANSYS分析软件中分析观察。限元分析作为一种成熟的技术手段，在各行业各领域广泛应用。ansys分析中怎样看出分析结果是否存在应力集中现象?1、如果要查看混凝土的拉应力，可以选择查看主应力之一；如果要...

19513779840：地应力场
空该答：由文13，文200，文16油田大量水力压裂资料统计，参考邻区地应力测量结果，得出文东地区地应力随深度变化规律（图5-2-4）。分析应力测量数据可以看出：测试结果离散性较大。这表明地应力变化幅度大，或者测量存在较大误差。

19513779840：典型区块地应力场分析
空该答：应力大小一般为15～20MPa,最大为22MPa,最小为10MPa,方向基本为北西-南东(NW-SE)向,为张应力集中区。 综合预测该区裂缝发育程度较好,在本区相对为Ⅱ级裂缝发育区,裂缝方位基本上是北西-南东(NW-SE)向,大约50°±10°。 2.现代地应力分析 (1)纵向应力分布 文13西块现代地应力场分析,其纵向应力分布如表5...

19513779840：断裂带差异应力结果分析及空间变化规律
空该答：声发射测得的历史最大应力值结果为（650-760）9.8665×104Pa。分析可知，从断裂带变形差异应力绝对值的大小真实估算角度上讲，这些结果可能是不够准确的，但当利用同一种方法在同一尺度、同一精度范围内所估算的结果对断裂带作整体分析时，就会发现其中一些规律性变化，它对断裂活动性、变形大小的研究以及...

19513779840：弯曲应力场
空该答：图2.45 横梁弯曲变形和应力分析示意图 (据王仁等)图2.46 应力分布规律图 (据王仁等)(a)正应力；(b)剪应力 在知道了各点的剪应力和正应力后，就可以直接利用应力公式或莫尔圆求出最大主应力σ1、最小主应力σ3和最大剪应力τmax的大小和方向。构造应力场控岩控矿 将公式(2.117)、(2.118...

19513779840：应力场分析原理
空该答：郯庐断裂带中-南段应力场分析采用计算机程序“利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态”来求得区域构造古应力场状态,进行动力学分析(Mercier & Vergely,1992;侯明金等,2003)。此程序工作原理是:利用断层面上的擦痕的动向矢量测量结果,计算出产生运动的平均应力偏差、应力方向即应力场3个主应力轴的...

19513779840：初始地应力场的声发射(Kaiser)效应测试及分析
空该答：由此可据下式计算主应力的角度与方向：二郎山隧道高地应力与围岩稳定问题 式中：α——主应力σ1与XOY平面的夹角；βi——主应力σi在XOY面上的投影与X轴的夹角。上述计算已编制成程序，在计算机上可直接算出结果。4.3.2 室内测试及成果分析 施工阶段，在预确定的研究断面取完整、新鲜的定向岩样。

19513779840：盆地节 理统计与应力场分析
空该答：中间主应力轴陡立，为早中生代后碰撞造山阶段区域应力场的表现。经赤平投影，求得了不同时代岩层中的节理极密值。从代表性图件可见，每个赤平投 影图都展示了两个节理极密点，对应于一对共轭剪节理（图5-11）。结果表明，晚三叠 世-早侏罗世早期粗碎屑岩岩层中剪切面的优势变形方位是：35/125∠81...

19513779840：ansys分析中怎样看出分析结果是否存在应力集中现象?
空该答：1、如果要查看混凝土的拉应力，可以选择查看主应力之一；如果要查看混凝土的压应力，则需要查看主应力之二。不同的应力结果能够帮助分析混凝土在不同情况下的受力情况，以及针对结果进行优化设计。2、ansys能求解应力集中处的应力(实际应力)，用该应力除以名义应力可以作为应力集中系数。名义应力用材料力学的...