FLAC3D横观模型提升煤矿井田初始地应力场反演精度

该研究论文主要探讨了在处理复杂地质条件下的煤矿井田初始地应力场反演问题。传统的反演方法往往将岩体简化为各向同性弹性体，然而，这种简化在面对层状构造、倾角变化明显且力学性质在不同方向上存在显著差异的含煤地层时，可能导致反演结果的准确性大打折扣。FLAC3D是一种广泛应用于岩土工程的数值模拟软件，它提供了更精细的模型处理能力。 作者们针对这个问题，提出了一个结合FLAC3D横观各向同性模型与各向同性弹性模型的地应力反演策略。这种方法旨在克服多层交互岩体在计算建模和参数选择上的困难。首先，通过分析岩层交互规律和岩性特征，对复杂地层进行地质概化，构建出能够反映实际岩层特性的计算模型。然后，通过数值试验获取多层岩体的等效力学参数，这些参数对于数值计算至关重要。 接着，作者们利用偏最小二乘回归法对地应力场进行拟合，并将其精确地加载到计算模型中，确保力的平衡。这种方法优化了建模过程，提高了数值计算的效率。结果显示，横观各向同性模型在处理层状构造的煤系地层时，能更好地体现其力学性质的方向性差异，从而提升局部区域的地应力拟合精度。相较于传统的反演方法，这种方法得到的结果更接近实际测量值，这对于准确预测和管理煤矿井田的地应力状态具有重要意义。 总结来说，这项研究提供了一种创新的初始地应力场反演方法，利用FLAC3D的横观各向异性模型，解决了复杂地质条件下煤系地层反演中的问题，为煤矿安全管理和地质灾害预防提供了更精确的技术支持。