裂隙岩体的渗流特性试验及理论研究方法 摘要：简要叙述岩体裂隙的几何特性，岩石裂隙渗流特性研究的方法。 综述了国内外裂隙岩体单裂隙、水力耦合、非饱和情况下的渗流特性物模试验研究成果，并做了相应的分析和讨论。分析表明：物模试验在研究裂隙岩体渗流特性方面具有不可替代的作用；需要进行更多的模拟实际岩体裂隙的试验；真正意义上的非饱和渗流试验还很少；分析结果为今后的裂隙岩体渗流特性物模试验研究提供了有益的方向。 关键词：裂隙岩体；渗流 ；单一裂隙；水力耦合；非饱和 一 前言 新中国成立以后，交通、能源、水利水电与采矿工程各个领域遇到了许多与工程地质及 岩土力学密切相关的技术难题，在许多岩土工程、矿山工程及地球物理勘探过程中，岩体的渗透率起到十分重要的作用，但在理论上尚未引起足够的重视，通常将岩体渗流处理为砂土一样的多孔介质，用连续介质力学方法求解。与孔隙渗流的多孔介质相比，裂隙岩体渗流的特点有：渗透系数的非均匀性十分突出；渗透系数各向异性非常明显；应力环境对岩体渗流场的影响显著；岩体渗透系数的影响因素复杂，影响因子难以确定。 岩石裂隙渗流特性研究的方法通常有直接试验法、公式推导法和概念模型法，而试验研 究是其中一个最重要最直接的途径。本文介绍了当前裂隙岩体渗流试验研究。 二 岩体裂隙的几何特性 岩体的节理裂隙及空隙是地下水赋存场所和运移通道。岩体节理裂隙的分布形状、连通 性以及空隙的类型，影响岩体的力学性质和岩体的渗透特性。岩体中节理的空间分布取决于产状、形态、规模、密度、张开度和连通性等几何参数。天然节理裂隙的表面起伏形态非常复杂，但是从地质力学成因分析，岩体总是受到张拉、压扭、剪切等应力作用形成裂隙，这种作用不论经历多少次的改造，其结构特征仍以一定的形貌保留下来，具有一定的规律性。裂隙面形态特征的研究越来越受到重视，在确定裂隙面的导水性质及力学性质方面，其作用越来越大。 裂隙面的产状是描述裂隙面在三维空间中方向性的几何要素，它是地质构造运动的果， 因而具有一定的规律性，即成组定向，有序分布。裂隙面的间距和密度是表示岩体中裂隙发育密集程度的指标。在表征岩体完整性、强度、变形以及在渗透张量计算中都需要用到裂隙面的间距和密度。裂隙面间距是指同一组裂隙在法线上两相邻面间的距离，常用S 表示。对同一组裂隙一般认为裂隙间距相等。在实际野外测量中，布置一条测线，应尽量使测线与裂隙组走向垂直。分组逐条测量裂隙与裂隙之间的距离，即可求出裂隙组的平均间距。裂隙面的密度按物理意义魄不同可分为三种：线密度、面密度和体密度。 三 裂隙岩体渗流试验研究 20世纪60年代以来，裂隙岩体渗流的研究逐步发展，已有不少结果。1856年法国工程师 达西（Darcy ）通过实验所建立的达西线性渗流定律直今仍是研究渗流的基础。 表达式： kj -=ω
Industrial Construction Vol.41，No.6，2011 工业建筑 2011年第41卷第6期115 裂隙岩体渗流应力耦合机制研究 张国玉 1 田晶莹 1 孙玉杰 2 王海超 2 （1.日照职业技术学院，山东日照 276826；2．山东科技大学土木与建筑学院，山东青岛266000） 摘要：隧洞开挖前，岩体中的地下水与围岩应力处于一种相对平衡状态，由于隧洞的开挖，一方面使地 下水排泄有了新的通道， 加速了水循环，破坏了原有的补给—运移—排泄系统的平衡；另一方面，造成围岩应力重分布， 部分结构面由于增压而闭合，部分岩体卸荷松弛或产生剪切滑移，人为破坏了原有的地下水渗流条件，使得隧洞自身成为地下水向外排泄的地下廊道，导致突水灾害。采用Monte-Carlo 方法建立二维离散裂隙网络， 并将其导入UDEC 软件中的岩体结构离散裂隙网络介质模型（DFN ），依据此模型，采用离散单元法对裂隙岩体渗流特性、 裂隙岩体洞室开挖力学特性以及裂隙岩体渗流应力耦合机制进行研究。结合具体实例，对不考虑水力耦合和考虑水力耦合情况下在裂隙岩体中开挖洞室的洞周围岩的力学特性做了对比。 关键词：裂隙岩体；渗流场；应力场；耦合 RESEARCH ON TRANSFUSION STRESS COUPLING MECHANISM OF CREVASSE ROCK MASS Zhang Guoyu 1 Tian Jingying 1 Sun Yujie 2 Wang Haichao 2 （1.School of Rizhao Polytechnic ，Rizhao 276826，China ； 2.College of Civil Engineering and Architecture ，Shandong University of Science and Technoloqy ，Qingdao 266000，China ） Abstract ：Before a tunnel excavation ，the groundwater in the rock and the surrounding rock stress are in a state of relative balance ，because the excavation makes tunnel groundwater drain has a new channel ，thus accelerating the water cycle ，which destroyed balance of the original supplies-migration-the drainage system ；On the other hand ，the surrounding rock stress was redistributed and part of structural surface was closed due to pressurization ，part of unloading rock mass produced shear slippage ，which vandalized the original groundwater seepage condition ，thus making tunnel itself become an underground corridor to discharge water in different forms ，resulting in bursting water disasters．Monte Carlo method was used to establish 2-d discrete-fracture network ，which was input rock mass structure discrete fissure network medium model （DFN ），according to the model of the discrete element method in fractured rock mass seepage characteristics ，fracture rock cavern excavation mechanical characteristics and seepage stress coupling mechanism of fractured rock mass．Combined with concrete examples ，a comparison was done for cases of excavating caverns in fractured rocks with and without consideration of hydraulic coupling．Keywords ：the crevasse rock mass ；seepage field ；stress field ；coupling 第一作者：张国玉，男，1979年出生，硕士。 E －mail ：90993979@qq．com 收稿日期：2011－01－08 1渗流场与应力场的耦合作用 在裂隙岩体渗流应力耦合分析中，最基本的是 建立单裂隙渗流与应力的关系。下面将以单裂隙渗流应力耦合中应力场对渗流场的作用以及渗流场对应力场的作用为重点内容展开论述。1.1 应力场对渗流场的作用 从应力场改变地下水渗流场的影响作用机制来看， 应力场主要改变的是裂隙结构面的隙宽。由立方定律可知，裂隙面的渗流量与隙宽的三次方呈正比，隙宽的微小改变将引起渗流量的重大变化。隙宽的大小受作用在裂隙面上的应力所控制，因此在探讨裂隙渗流特性时，必须考虑应力作用的影响。 以前考虑较多的是正应力对渗透性的影响，一般通过试验总结出岩体渗透性与应力之间的经验公式。孔隙水压力变化会引起有效应力的变化，明显地改变裂隙张开度、流速和水压力在裂隙中的分布，裂隙渗流量随裂隙正应力增加而降低很快， 进一步研究发现应力－渗透曲线有回滞现象。随着卸载次数的增加，裂隙渗透性能降低，经过几次加卸载循环后，岩体的应力－渗透性曲线基本稳定。据此有关学者
第五章贝叶斯统计 5.1 简介 到目前为止，我们已经知道了大量的不同的概率模型，并且我们前面已经讨论了如何用它们去拟合数据等等。前面我们讨论了如何利用各种先验知识，计算MAP参数来估计θ=argmax p(θ|D)。同样的，对于某种特定的请况，我们讨论了如何计算后验的全概率p(θ|D)和后验的预测概率密度p(x|D)。当然在以后的章节我们会讨论一般请况下的算法。 5.2 总结后验分布 后验分布总结关于未知变量θ的一切数值。在这一部分，我们讨论简单的数，这些数是可以通过一个概率分布得到的，比如通过一个后验概率分布得到的数。与全面联接相比，这些统计汇总常常是比较容易理解和可视化。 5.2.1最大后验估计 通过计算后验的均值、中值、或者模型可以轻松地得到未知参数的点估计。在5.7节，我们将讨 论如何利用决策理论从这些模型中做出选择。典型的后验概率均值或者中值是估计真实值的恰当选择，并且后验边缘分布向量最适合离散数值。然而，由于简化了优化问题，算法更加高效，后验概率模型，又名最大后验概率估计成为最受欢迎的模型。另外，通过对先验知识的取对数来正 则化后，最大后验概率可能被非贝叶斯方法解释（详情参考6.5节）。 最大后验概率估计模型在计算方面该方法虽然很诱人，但是他有很多缺点，下面简答介绍一下。在这一章我们将更加全面的学习贝叶斯方法。 图5.1（a）由双峰演示得到的非典型分布的双峰分布，其中瘦高蓝色竖线代表均值，因为他接近 大概率，所以对分布有个比较好的概括。(b)由伽马绘图演示生成偏态分布，它与均值模型完全不同。 5.2.1.1 无法衡量不确定性 最大后验估计的最大的缺点是对后验分布的均值或者中值的任何点估计都不能够提供一个不确定性的衡量方法。在许多应用中，知道给定估计值的置信度非常重要。我们在5.22节将讨论给出后验估计置信度的衡量方法。 5.2.1.2 深耕最大后验估计可能产生过拟合
Mine Engineering 矿山工程, 2020, 8(2), 192-199 Published Online April 2020 in Hans. https://www.doczj.com/doc/6c3227585.html,/journal/me https://https://www.doczj.com/doc/6c3227585.html,/10.12677/me.2020.82025 Summary of Crack Network Generation Technology and Its Application in Rock Mass Liping Liu, Haifeng Lu, Hui Zhu, Ya Xu School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui Received: Mar. 24th, 2020; accepted: Apr. 21st, 2020; published: Apr. 28th, 2020 Abstract The deformation, strength and permeability of rock mass are mostly controlled by fractures.There-fore, it is of great significance to study the fracture distribution in rock mass to master the engi-neering properties of rock mass. The generation and simulation of fracture network is one of the main methods to grasp the fracture distribution in rock mass. The Monte-Carlo simulation tech-nique, DEM, stereoscopic technique, Latin Hypercube Sampling and other fissure network genera-tion techniques are expounded in detail. Finally, the concrete applications of these techniques are mainly discussed from the aspects of mechanical properties, seepage and grouting reinforcement according to the stability of dam foundation rock mass according to the fissure network. The re-search results can provide a good summary of the current fracture network generation technology and provide a direction reference for the future research. Keywords Fracture of Rock Mass, Generation Technology, Fracture Network, Monte-Carlo 岩体裂隙网络生成技术及应用综述 刘丽平，鲁海峰，祝慧，许亚 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 收稿日期：2020年3月24日；录用日期：2020年4月21日；发布日期：2020年4月28日 摘要 岩体的变形、强度及渗透性多数是由裂隙控制，故研究岩体中裂隙分布对掌握岩体的工程性质具有重要意义。裂隙网络的生成和模拟是目前掌握岩体中的裂隙分布的主要手段之一。详细阐述了Monte-Carlo
第３７卷第５期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．５ ２０１８年５月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ｍａｙ，２０１８ 单裂隙砂岩渗流特性实验研究 王来贵，张 阳，刘向峰，陈 强 （辽宁工程技术大学力学与工程学院，阜新 １２３０００） 摘要：为研究裂隙对砂岩渗流特性的影响，利用激光共聚焦显微镜（ＬＳＣＭ）对不同粒径砂岩裂隙表面进行观测，以三维分形维数D 作为裂隙表面粗糙度表征参数，采用自行研制的多功能岩石孔隙-裂隙渗流实验系统对粗糙单裂隙砂岩试件进行裂隙渗流实验，基于量纲分析法，建立粗糙单裂隙砂岩渗流模型。结果表明：三维分形维数D 可以作为砂岩裂隙表面粗糙程度的表征参数。裂隙渗流流量受裂隙表面粗糙度影响较为明显，裂隙宽度相同时，裂隙渗流流量随着裂隙D 的增大而减小。存在一裂隙宽度阈（b ＝１７５μｍ），高于该宽度值后，裂隙渗流流量迅速增长。建立了基于三维分形维数D 的单裂隙渗流模型，与砂岩裂隙渗流实验结果对比，两者具有较好的吻合度，模型较为合理。 关键词：裂隙砂岩；渗流特性；分形维数；渗流模型 中图分类号：ＴＵ４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１８）０５-１８０４-０９ Experimental Research on Seepage Characteristics of Sandstone with Single Fracture WANG Lai -gui ，ZHANG Yang ，LIU Xiang -feng ，CHEN Qiang （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ１２３０００，Ｃｈｉｎａ） Abstract ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅ，ＬａｓｅｒＳｃａｎｎｉｎｇＣｏｎｆｏｃａｌＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＬＳＣＭ）ｗａｓｕｓｅｄｔｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｓ．Ｔｈｅ３ＤｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎD ｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅｒｏｃｋｐｏｒｅ-ｆｒａｃｔｕｒｅｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｓｙｓｔｅｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｓａｎｄｓｔｏｎｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｅｅｐａｇｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｕｇｈｓｉｎｇｌｅｆｒａｃｔｕｒｅ．Ａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｓｅｅｐａｇｅｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｒｏｕｇｈｆｒａｃｔｕｒｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ３ＤｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎD ｃａｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｗｉｄｔｈｉｓｓａｍｅ，ｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅ３ＤｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎD ．Ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓａｆｒａｃｔｕｒｅｗｉｄｔｈｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（b ＝１７５μｍ），ａｎｄｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｆｌｏｗｉｎｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙｗｈｅｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｗｉｄｔｈｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１７５ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｓｉｎｇｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｅｅｐａｇｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎ３ＤｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎD ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｒｅｓｕｌｔｈａｓｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｌａｗｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｓｅｅｐａｇｅ，ｓｏｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Key words ：ｆｒａｃｔｕｒｅｓａｎｄｓｔｏｎｅ；ｓｅｅｐａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；ｓｅｅｐａｇｅｍｏｄｅｌ 作者简介：王来贵（１９６２-），男，教授．主要从事岩石力学系统稳定性，环境岩石力学方面的研究． 通讯作者：张 阳，硕士研究生．１ 引 言 沉积地层中的岩体存在大量原生与次生裂隙，流体通过岩体中的裂隙流动，称为裂隙岩体渗流。随着我万方数据
贝叶斯决策模型及实例分析 一、贝叶斯决策的概念 贝叶斯决策，是先利用科学试验修正自然状态发生的概率，在采用期望效用最大等准则来确定最优方案的决策方法。 风险型决策是根据历史资料或主观判断所确定的各种自然状态概率（称为先验概率），然后采用期望效用最大等准则来确定最优决策方案。这种决策方法具有较大的风险，因为根据历史资料或主观判断所确定的各种自然状态概率没有经过试验验证。为了降低决策风险，可通过科学试验（如市场调查、统计分析等）等方法获得更多关于自然状态发生概率的信息，以进一步确定或修正自然状态发生的概率；然后在利用期望效用最大等准则来确定最优决策方案，这种先利用科学试验修正自然状态发生的概率，在采用期望效用最大等准则来确定最优方案的决策方法称为贝叶斯决策方法。 二、贝叶斯决策模型的定义 贝叶斯决策应具有如下内容 贝叶斯决策模型中的组成部分： ) ( ,θ θP S A a及 ∈ ∈。概率分布S P∈ θ θ) (表示决策 者在观察试验结果前对自然θ发生可能的估计。这一概率称为先验分布。 一个可能的试验集合E，E e∈，无情报试验e0通常包括在集合E之内。 一个试验结果Z取决于试验e的选择以Z0表示的结果只能是无情报试验e0的结果。 概率分布P(Z/e,θ)，Z z∈表示在自然状态θ的条件下，进行e试验后发生z结果的概
率。这一概率分布称为似然分布。 c 以及定义在后果集合C的效用函数u(e,Z,a,θ)。 一个可能的后果集合C，C 每一后果c=c(e,z,a,θ)取决于e,z,a和θ。.故用u(c)形成一个复合函数u{(e,z,a,θ)}，并可写成u(e,z,a,θ)。 三、贝叶斯决策的常用方法 3.1层次分析法(AHP) 在社会、经济和科学管理领域中，人们所面临的常常是由相互关联，相互制约的众多因素组成的复杂问题时，需要把所研究的问题层次化。所谓层次化就是根据所研究问题的性质和要达到的目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照各因素之间的相互关联影响和隶属关系将所有因素按若干层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。 3.1.1层次分析模型 最高层：表示解决问题的目的，即层次分析要达到的目标。 中间层：表示为实现目标所涉及的因素，准则和策略等中间层可分为若干子层，如准则层，约束层和策略层等。 最低层：表示事项目标而供选择的各种措施，方案和政策等。 3.1.2层次分析法的基本步骤 (l) 建立层次结构模型 在深入分析研究的问题后，将问题中所包括的因素分为不同层次，如目标层、指标层和措施层等并画出层次结构图表示层次的递阶结构和相邻两层因素的从属关系。 (2) 构造判断矩阵 判断矩阵元素的值表示人们对各因素关于目标的相对重要性的认识。在相邻的两个层次中，高层次为目标，低层次为因素。 (3) 层次单排序及其一致性检验 判断矩阵的特征向量W经过归一化后即为各因素关于目标的相对重要性的排序权值。利用判断矩阵的最大特征根，可求CI和CR值，当CR<0.1时，认为层次单排序的结果有满意的一致性；否则，需要调整判断矩阵的各元素的取值。 (4) 层次总排序 计算某一层次各因素相对上一层次所有因素的相对重要性的排序权值称为层次总排序。由于层次总排序过程是从最高层到最低层逐层进行的，而最高层是总目标，所以，层次总排序也是计算某一层次各因素相对最高层（总目标）的相对重要性的排序权值。 设上一层次A包含m个因素A1,A2,…,A m其层次总排序的权值分别为a1,a2,…,a m；下一层次B包含n个因素B1,B2,…,B n，它们对于因素A j(j=1,2,…,m)的层次单排序权值分别为：b1j,b2j,…,b nj（当B k与A j无联系时，b kj=0），则B层次总排序权值可按下表计算。 层次总排序权值计算表
《应力场分析与裂缝预测》教学大纲 （2004年制定，2012年第二次修改） 课程名称：应力场分析与裂缝预测 课程英文名称：Stress Field Analysis and Fracture Prediction 课内学时：32 课程学分：2 课程性质：学位课开课学期：每学年第一学期 教学方式：课堂讲授考核方式（考试/考查）：考试 大纲执笔人：曾联波主讲教师：曾联波 师资队伍：曾联波、童亨茂、陈书平 一、课程内容简介 《应力场分析与裂缝预测》是地质学专业和资源勘探与地质工程专业硕士研究生的一门专门课程。讲授古、现应力场和储层裂缝的研究方法及其在油气勘探与开发中的应用，包括应力与应力场的基础概念、古构造应力场分析方法、现今地应力测量方法、裂缝的基础知识，裂缝定量预测方法、古应力场在油气勘探中的应用、现今地应力和裂缝在低渗透油气田开发中的应用。本门课程为32学时，2学分。 二、课程目的和基本要求 课程的目的是培养学生掌握古、今应力场分析与储层裂缝预测的基本理论和方法分析油田应力场分布及进行储层裂缝预测的基本能力。《应力场分析与裂缝预测》课程涉及构造地质学、地质力学、储层地质学、岩石力学、石油地质学和油气藏工程等多方面的基本知识，要求学生系统学习了大学本科地质类专业的构造地质学、固体力学、石油地质学和储层地质学等课程。 学完本课程后，应达到以下基本要求： 1．了解应力、应力场和裂缝的基本概念及基本分布特征； 2．掌握古应力场研究方法及进展，并能运用这些基本方法分析油田古应力场分布和指导油气勘探； 3．掌握现今地应力测量方法，并能运用这些方法分析低渗透油气田的地应力分布和指导油气田开发。 4. 掌握储层裂缝的研究和预测方法，并能运用这些方法研究和预测低渗透储层裂缝的分布规律。 三、课程主要内容 §1. 应力场分析和裂缝预测的基础知识（4学时） §1.1应力、应力场和裂缝的基本概念。 §1.2应力场和裂缝研究的基本内容与方法。 §1.3应力场分析和裂缝预测的研究现状与发展趋势。 §1.4应力场分析和裂缝预测的研究意义。 §2. 现今地应力测量方法（4学时） §2.1现场地应力测量方法。 §2.2岩心地应力测量方法。 §2.3测井地应力分析方法。 §2.4地应力的分布规律及影响因素 §3. 古构造应力场分析方法（6学时） §3.1古构造应力方向分析方法。
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岩土力学 不高，最后一种方法会造成代数矩阵加大、矩阵变 为非对称矩阵等，给求解带来困难。ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ在求解多物理场耦合问题方面有独特 的优势，它含有一些内嵌的经典物理模型，包括单 物理场和多物理场耦合模型，可以直接用于分析。 对于不同物理场中交叉耦合项的处理简单有效，而 且各物理场中的计算变量可以直接用于耦合关系的 定义。ＣＯＭＳＯＬ的有限元网格是自动生成，也可以 根据需要控制网格的大小和分布，并能进行局部的 加密；ＣＯＭＳＯＬ中提供了５个求解器，分别是 ＵＭＦＰＡＣＫ、ＳＰＯＯＬＥＳ、ＧＭＲＥＳ、ＣＯＮＪＵＤＡＴＥ ＧＲＡＤＩＥＮＴＳ、ＧＥＯＭＥＴＲＩＣＭＵＬＴＩＧ对Ｄ，本文采 用的是ＵＭＦＰＡＣＫ求解其，这是一种直接分解的求 解器，对内存要求较高，但是较为可靠，精度高。 ３模型的验证 下面通过一个算例证明本数学模型的有效性。 文献【１］做了盐岩溶解的试验研究，把一块磨平盐岩 与有机玻璃板以一定的缝宽叠合在一起，然后，在 一端注入一定浓度的溶液（图３），记录下了盐岩溶 解１２５ｈ以后的裂隙宽度，如图４中点画线所示。 图４曲线为用本模型的计算结果。由图可以看出， 二者的结果非常接近，说明本模型可以用来模拟渗 流．化学的耦合过程。模拟选取的参数见表ｌ。 ｇＮｂ自 以一定浓度的溶液注入 图３试验示意图 Ｆｉｇ．３Ｓｋｅｔｃｈｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｏｄｅｌ 离进水口的距离／ｍ 图４试验与计算结果对比 Ｆｉｇ．４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓ 表１盐岩裂隙渗流一溶解参数取值 ＴａｂｌｅｌＴｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓａｌｔｒｏｃｋ 参数晕值参数量值Ｄ‘／（ＩＯ’ｍ２／ｓ）１．３４ｃＪｌ（ｍｏｌ／ｍ３）５４００ 口．／ｍ０．００５Ｐ／（ｋｇ／ｍ３）２１６０ 仉／ｍ０．００２Ｍ／（ｇ，ｍ０１）５８．５２Ｉ‘：ｌ！！型１２１：： ４石灰岩单裂隙渗流．化学溶解过程模拟 ４．１粗糙裂隙面的生成 已有的研究表明，粗糙裂隙面具有分形的特征，可以用传统的分形理论来描述裂隙面。生成裂隙面方法一般有２种，一种是逐次随机累加的方法，另一种是利用随机布朗函数法ｌｌ川。本文采用随机布朗函数法来生成裂隙面。二维的分数布朗运动函数，可以构造各种随机曲面，它具有统计的自仿射特性。把裂隙看成由２组裂隙面叠合而成，调整俩裂隙面的位错值可以生成１组裂隙面。本文生成了ｌ组（Ｏ．０１／ｍ～ｘＯ．００５／ｍ１）的裂隙，面积接触率为１４％，平均裂隙开度为０．３６７ｍｍ，生成裂隙的初始裂隙宽度如图５所示。 图５裂隙的初始隙宽 Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｉｔｉａｌｆｒａｃｔｕｒｅａｐｅｒｔｕｒｅ ４．２石灰岩的溶解过程模拟 本文利用上面生成的裂隙面及数学模型模拟了石灰岩的溶解过程，计算参数见表２。 边界条件设置：Ⅳｌ啪＝０．１朋，ＨＩｒｃＤ＝０，ＢＣ、ＡＤ为不透水边界。Ｃｌ啪＝０，以?（－Ｄ－△Ｃ）Ｉ肋＝０，一?（－Ｄ?ＡＣ＋ＣＶ）Ｉｒ（肋＋ＢＣ产０。 初始条件设置：ＣＩ，＝ｏ＝０，掰Ｉ，＝０＝０。 表２石灰岩渗流．溶解参数取值 Ｔａｂｌｅ２Ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅ 参数肇值参数量值Ｄ‘／ｆ１０’ｍ２／ｓ）１．３４Ｇ／（ｍｏｌ／ｍ３）０．２ 口。／ｍＯ．００５Ｐ／（ｋ∥ｍ３）２６６０ 以／ｍ０．００２Ｍ／（ｇ／ｍ０１）１００刍：ｌ！竺型兰！ ！ 万方数据
贝叶斯预测模型 贝叶斯预测模型的概述 贝叶斯预测模型是运用贝叶斯统计进行的一种预测.贝叶斯统计不同于一般的统计方法,其不仅利用模型信息和数据信息，而且充分利用先验信息。 托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)的统计预测方法是一种以动态模型为研究对象的时间序列预测方法。在做统计推断时，一般模式是： 先验信息+总体分布信息+样本信息→后验分布信息 可以看出贝叶斯模型不仅利用了前期的数据信息，还加入了决策者的经验和判断等信息，并将客观因素和主观因素结合起来，对异常情况的发生具有较多的灵活性。这里以美国1960—2005年的出口额数据为例，探讨贝叶斯统计预测方法的应用。 [编辑] Bayes预测模型及其计算步骤 此处使用常均值折扣模型，这种模型应用广泛而且简单，它体现了动态现行模型的许多基本概念和分析特性。 常均值折扣模型 对每一时刻t常均值折模型记为DLM{1，1，V，δ}，折扣因子δ，O<δ 推论2：μt的后验分布()～N [m t，C t]，其中m t = m t? 1 + A t e t,C t = A T v t,A t = R t / Q t,e t = y t? f t 由于Rt=Ct-1+Wt=Ct-1/δ,故有W? t = C t? 1(δ? 1? 1) 其计算步骤为： (1)R t = C? t/ δ；(2)Q t = R t + V； (3)A t = R t / Q t；(4)f t? 1 = m t? 1； (5)e t? y t? f t? 1；(6)C t = A t V； (7)m t? m t? 1 + A t e t [编辑] 计算实例 根据The SAS System for Windows 9．0所编程序，对美国出口额(单位：十亿元)变化进行了预测。选取常均值折扣模型和抛物线回归模型。 美国出口额的预测，预测模型的初始信息为m0=304，Co=72，V=0.Ol，δ=0.8得到的1960—2006年的预测结果。见表2中给出了预测的部分信息(1980—2006年的预测信息)。 第21卷 第1期 岩石力学与工程学报 21(1)：83～87 2002年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.，2002 1999年11月23日收到初稿，2000年5月3日收到修改稿。 * 国家自然科学基金资助项目(59909002)。 作者 王 媛 简介：女，1969年生，博士，1989年毕业于河海大学水电工程系水工建筑专业，现任副教授，主要从事岩体力学及渗流方面的教学和研究工作。 单裂隙面渗流与应力的耦合特性 * 王 媛 （河海大学土木工程学院岩土研究所， 南京 210098） 摘要 较系统地介绍了现有有关单裂隙面渗流与应力耦合特性方面的研究成果，对各类成果的先进性、合理性及应用情况进行了较为深入的评述，在总结现有研究成果的基础上，归纳出3种研究思路，可供参考。最后还指出了单裂隙面渗流与应力耦合特性方面的研究前景和发展方向。 关键词 岩体裂隙，岩体渗流，岩体力学，渗流与应力耦合 分类号 O 357.3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2002)01-0083-05 1 前 言 岩体渗流场与应力场之间存在着耦合作用，位移场、应力场受渗流荷载影响的同时，也影响着岩体中渗流水头的分布，这是由于岩体中分布有众多的裂隙，应力作用导致裂隙几何特性发生变化，如裂隙开度的张开或闭合、裂隙粗糙性的改变等，从而影响裂隙的透水性而引起整个岩体渗透性发生重大改变。在1959年法国Malpasset 拱坝的溃坝事件及对其原因的探求中，揭示出研究裂隙岩体渗流与应力耦合作用的重要性和迫切性之后，单裂隙面渗流与应力耦合特性的研究这一基础性课题首先成为人们理论和实验研究的重点。 文[1～3]首先进行了平行板裂隙的水流实验，提出了著名的立方定律，证明通过裂隙面的渗流量与隙宽的三次方成正比，可见隙宽的微小改变将引起渗流量的重大变化。而隙宽的大小又受作用在裂隙面上的应力所控制，所以通过裂隙面渗流量的大小与应力大小密切相关。同时，渗流水压又直接影响着裂隙面上的有效应力，因此在单裂隙面渗流与应力之间存在着相互作用，这一特性即称为耦合特性。由上述的耦合机理可知，单裂隙面渗流与应力的耦合特性将取决于单裂隙面的水流运动规律和力学变形性质。 在单裂隙面渗流与应力耦合特性方面，许多文 献业已进行了研究，文[4～9]通过试验研究直接建立了裂隙渗透性和应力的关系，文[10～12]根据裂隙面渗流与应力的耦合机理，利用单裂隙面的渗流规律和单裂隙面的变形规律，间接地导出渗流与应力的关系，文[13～15]则提出了反映渗流与应力耦合规律的某种理论概念模型。此外，Iwai 还进行了高应力下裂隙面渗流特性的研究，文[16]进行了剪切应力下渗流与应力耦合特性的研究，文[17]进行了三维应力作用下天然粗糙单裂隙渗流特性的试验研究。 单裂隙面渗流与应力耦合关系的选取对岩体耦合分析结果影响很大，本文对现有的有关单裂隙面渗流与应力耦合特性方面的成果进行了系统的总结和分析，目的在于为如何运用现有成果和建立更合理的耦合关系提出一些建议，为合理进行工程岩体渗流与应力的耦合分析服务。 2 单裂隙面的水流运动规律 立方定律是描述光滑平行板裂隙面水流运动规律的一个著名的定律，将裂隙假设为由两片光滑、平直、无限长的平行板构成，由流体为不可压缩、粘性及水流为层流的假定，根据流体力学基本原理推导出平行板裂隙的水流公式(在等温、稳定流条件 用于运动识别的聚类特征融合方法和装置 提供了一种用于运动识别的聚类特征融合方法和装置，所述方法包括：将从被采集者的加速度信号 中提取的时频域特征集的子集内的时频域特征表示成以聚类中心为基向量的线性方程组；通过求解线性方程组来确定每组聚类中心基向量的系数；使用聚类中心基向量的系数计算聚类中心基向量对子集的方差贡献率；基于方差贡献率计算子集的聚类中心的融合权重；以及基于融合权重来获得融合后的时频域特征集。 加速度信号 →时频域特征 →以聚类中心为基向量的线性方程组 →基向量的系数 →方差贡献率 →融合权重 基于特征组合的步态行为识别方法 本发明公开了一种基于特征组合的步态行为识别方法，包括以下步骤：通过加速度传感器获取用户在行为状态下身体的运动加速度信息；从上述运动加速度信息中计算各轴的峰值、频率、步态周期和四分位差及不同轴之间的互相关系数；采用聚合法选取参数组成特征向量；以样本集和步态加速度信号的特征向量作为训练集，对分类器进行训练，使的分类器具有分类步态行为的能力；将待识别的步态加速度信号的所有特征向量输入到训练后的分类器中，并分别赋予所属类别，统计所有特征向量的所属类别，并将出现次数最多的类别赋予待识别的步态加速度信号。实现简化计算过程，降低特征向量的维数并具有良好的有效性的目的。 传感器 →样本及和步态加速度信号的特征向量作为训练集 →分类器具有分类步态行为的能力 基于贝叶斯网络的核心网故障诊断方法及系统 本发明公开了一种基于贝叶斯网络的核心网故障诊断方法及系统，该方法从核心网的故障受理中心采集包含有告警信息和故障类型的原始数据并生成样本数据，之后存储到后备训练数据集中进行积累，达到设定的阈值后放入训练数据集中；运用贝叶斯网络算法对训练数据集中的样本数据进行计算，构造贝叶斯网络分类器；从核心网的网络管理系统采集含有告警信息的原始数据，经贝叶斯网络分类器计算获得告警信息对应的故障类型。本发明，利用贝叶斯网络分类器构建故障诊断系统，实现了对错综复杂的核心网故障进行智能化的系统诊断功能，提高了诊断的准确性和灵活性，并且该系统构建于网络管理系统之上，易于实施，对核心网综合信息处理具有广泛的适应性。 告警信息和故障类型 →训练集 —>贝叶斯网络分类器 引言 注浆技术已经被广泛地应用于地基工程、桩基工程、边坡工程、隧道工程和煤矿开采，且注浆具有掩蔽性和地层具有复杂性，使得越来越多的学者对注浆技术进行了研究。 目前，已经有少数学者对裂隙介质注浆的研究现状进行了归纳和总结，例如杨米加等、罗平平等和王一新等分别对研究现状进行了总结和分析，但是他们在文章中很少涉及注浆扩散模型的研究现状且无最近几年的最新研究成果介绍。本文结合最近几年来在裂隙介质注浆方而的研究成果分别从注浆扩散模型、模型试验和数值模拟三大方而介绍了国内外研究现状，并通过分析研究现状存在的不足之处提出了裂隙介质注浆的研究方向。 1 注浆扩散模型研究现状 1.1牛顿流体注浆模型 1 ) Baker针对牛顿流体在裂隙内的辐射流动，采用平直、光滑、等开度的平行板裂隙模型，假定注浆压力和流量恒定不变，导出了层流关系式。 2 )刘嘉材研究了二维光滑裂隙中牛顿流体的流动规律，根据牛顿摩阻力定律，推导出了扩散半径与注浆时间的表达式。可用来计算浆液的扩散半径和灌浆时间，也可根据扩散半径求所需的注浆压力。 3)张良辉考虑粗糙度和地下水粘性阻力的影响推导了牛顿流体灌浆时间与扩散半径关系的公式。 4)郑玉辉考虑地下水的影响推导得出了考虑流体粘度变化的公式及倾斜裂隙注浆浆液扩散公式。 1.2宾汉流体注浆模型 1 ) G Lombard根据力的平衡，导出了在开度为b（原文为2t)的裂隙中浆液的最大扩散半径。2)Wittke根据注浆压力变化梯度与浆液屈服强度的变化梯度之代数和为零，建立了平衡方程，推导出了宾汉流体在等厚光滑裂隙中的扩散距离。3 )H·B加宾考虑了浆液重力密度及裂隙倾斜角度的影响，推导出了宾汉流体扩散在裂隙中的距离。4 ) OHO.卢什尼科娃得出了对多条开度不一致的裂隙同时灌浆时的扩散半径与各参数间的关系。5)杨晓东等}推导出了当宾汉流体在裂隙中作低雷诺数的平而径向层流运动时，忽略浆体的流动惯性和重力作用的流动基本方程。6 } H assler·L用渠道网络代替裂隙而，将二维辐射流简化为一维直线流，得出在单条渠道内浆液的运动方程。7)郑长成考虑了裂隙倾角和方位角的影响，将浆液粘度时变性参数做了简化，且提出了“等效水力开度”的概念，得出了浆液最大扩散半径的公式。8)阮文军考虑粘度时变性推导了牛顿流体和宾汉流体的注浆扩散模型，在推导宾汉流体时考虑了流核的存在，在浆液的影响参数方而考虑的比较全而，公式中引用了郑长成的等效水力开度。9)葛家良针对隧道围岩结构而注浆，假定水泥浆动力粘度和动切力服从杨晓东等提出的公式，忽略惯性力的影响，考虑了粘度时变性的影响，建立了浆液在二维结构而中扩散的GJL模型。10 )郑玉辉基于频率水力隙宽的研究和宾汉流体渗流规律的建立，考虑地下水影响半径针对宾汉流体建立了裂隙注浆扩散模型。 2模型试验研究现状 1奥地利进行了单裂隙中浆液流动过程的模拟试验。试验采用了3种不同的模型，第1种模型是将浇筑好的2 m× 1 m×1 m的混凝土块用特殊的方法将其劈裂，对劈裂后的裂缝进行注浆模型试验，建立注浆流量、注浆压力及渗透距离之间的关系;第2种模型是利用2块直径为1. 4 m，厚度为0. 3 m的混凝土块构成模拟裂隙，并在模型的中间钻孔进行注浆，使浆液在裂缝中呈轴对称流动，并测得不同间距下裂隙流量、注浆压力及浆液粘度之间的关系;第3种模型是用2块2. 0 m×3. 0 m厚的钢板拼成裂隙，并在给定的粗糙度下进行注浆，分析裂隙粗糙度对浆液流量及扩散半径的影响。 2)中国水利水电科学研究院研制了平板型注浆试验台，通过试验建立了牛顿流体在水平 贝叶斯预测模型的概述 贝叶斯预测模型是运用贝叶斯统计进行的一种预测。贝叶斯统计不同于一般的统计方法，其不仅利用模型信息和数据信息，而且充分利用先验信息。 托马斯·贝叶斯（Thomas Bayes）的统计预测方法是一种以动态模型为研究对象的时间序列预测方法。在做统计推断时，一般模式是： 先验信息+总体分布信息+样本信息→后验分布信息 可以看出贝叶斯模型不仅利用了前期的数据信息，还加入了决策者的经验和判断等信息，并将客观因素和主观因素结合起来，对异常情况的发生具有较多的灵活性。这里以美国1960—2005年的出口额数据为例，探讨贝叶斯统计预测方法的应用。 Bayes预测模型及其计算步骤 此处使用常均值折扣模型，这种模型应用广泛而且简单，它体现了动态现行模型的许多基本概念和分析特性。 常均值折扣模型 对每一时刻t常均值折模型记为DLM{1，1，V，δ}，折扣因子δ，O<δ 推论2：μt的后验分布()～N [m t，C t]，其中f t = m t? 1,Q t = R t + V。 由于Rt=Ct-1+Wt=Ct-1/δ，故有W?t = C t? 1(δ? 1? 1) W 其计算步骤为： (1)R t = C?t / δ； (2)Q t = R t + V； (3)A t = R t / Q t； (4)f t? 1 = m t? 1； (5)e t?y t?f t? 1； (6)C t = A t V； (7)m t?m t? 1 + A t e t 计算实例 根据The SAS System for Windows 9．0所编程序，对美国出口额（单位：十亿元）变化进行了预测。选取常均值折扣模型和抛物线回归模型。 美国出口额的预测，预测模型的初始信息为m0=304，Co=72，V=0。Ol，δ=0。8得到的1960—2006年的预测结果。见表2中给出了预测的部分信息（1980—2006年的预测信息）。 通过The SAS System for Windows 9．0软件回归分析得到抛物线预测方程： 表示年份见表3给出了1980-2006年的预测信息。 计算结果分析 对预测结果的准确度采用平均绝对百分误差（MAPE）分析。公式如下： 根据表l和表2对1980-2005年出口额的预测结果可知，常均值折扣模型所得结果的平均绝对百分误差MAPE=8。1745％，而由抛物线回归模型所得结果的平均绝对百分误差为9。5077％。由此可见这组数据中，使用贝叶斯模型预测的结果更为精确。单裂隙面渗流与应力的耦合特性
贝叶斯分类多实例分析总结
裂隙介质注浆研究现状与分析
贝叶斯预测方法
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