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摘要
深部地质体应力场的复杂性可归因于高地温和高岩溶水压覆存环境中的岩体非线性特征和局部构造应力场重构。本文结合岩体在流-固-热多场耦合作用下的力学响应机制，建立了能够解析深部各应力测点构造信息特征的非线性反演与优化方法。首先，系统地分析了深部地质体温度场—渗流场—地应力场的耦合作用，以及温度场和渗流场对地应力场的影响机理，开展了三山岛金矿区深部岩体在不同围压及孔隙水压力作用下的三轴压缩试验，探究了深部岩体物理力学参数随不同孔隙水压及围压的非线性变化规律。其次，提出了一种非线性特征延扩迭代算法(NCEI算法)，该算法能够对各区域实测地应力数据中“弱”非线性与连续性部分的特征信息进行整体优化拟合，以及对局部构造区地应力中“强”非线性和非连续部分的特征信息进行强化解析。最后，基于ABAQUS软件的二次开发接口，编写出多耦合计算子程序，实现了岩体地应力场—温度场—渗流场的耦合迭代计算，并对三山岛矿区深部地应力场进行了反演计算和分析。反演结果表明，考虑岩体多场耦合作用下的NCEI算法的各测点应力分量的平均反演精度为85.62%，高于BP神经网络算法与不考虑岩体耦合作用下NCEI算法的反演计算结果。因此，本研究方法可充分考虑深部地质环境的特征，为深部岩体复杂地应力场的反演与构建提供新的思路。
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