基于原位應(yīng)力測量技術(shù)和數(shù)值模擬對目標(biāo)區(qū)域的應(yīng)力場進(jìn)行反演預(yù)測，已成為大型深部地下工程建設(shè)中一項(xiàng)必備且重要的工作。然而現(xiàn)有諸多反演方法忽略了地表形貌、斷層節(jié)理等復(fù)雜地質(zhì)條件引起的自變量共線性問題；此外，傳統(tǒng)方法將應(yīng)力張量分解為獨(dú)立的元素（張量分量或主應(yīng)力量值和方向），用于評價(jià)實(shí)測與預(yù)測應(yīng)力張量的相似性，評價(jià)時(shí)指標(biāo)過多且存在矛盾等問題。

　　為此，在國家自然科學(xué)面上基金支持下，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所智能巖石力學(xué)組科研人員提出了一種考慮應(yīng)力張量相關(guān)性的三維初始地應(yīng)力場數(shù)值反演新方法BSSR（圖1）。該方法采用逐步回歸剔除了與目標(biāo)應(yīng)力場相關(guān)性弱的自變量，以獲得顯著性更高的地應(yīng)力場回歸模型。同時(shí)提出適用于二階應(yīng)力張量的歐幾里得距離相似度指標(biāo)（EDS）用于實(shí)測與預(yù)測應(yīng)力張量間的相似性比較，該指標(biāo)同時(shí)可用于變量系數(shù)修正及反演結(jié)果評價(jià)。EDS指標(biāo)將評價(jià)指標(biāo)歸一化，BSSR方法將回歸模型精簡，這使得智能化、自動化地應(yīng)力場數(shù)值反演成為可能。

　　該方法被用于葉巴灘水電站地下洞室群所在右岸山體的三維初始地應(yīng)力場反演，預(yù)測結(jié)果良好。相關(guān)研究成果發(fā)表于International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences、Computers and Geotechnics。

　　論文鏈接1：https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2023.105474

　　論文鏈接2：https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2023.105457　

圖1 考慮應(yīng)力張量相關(guān)性的三維初始地應(yīng)力場數(shù)值反演方法　　       

圖2葉巴灘水電站右岸三維地質(zhì)模型與地應(yīng)力場反演數(shù)學(xué)模型　　  

圖 3 葉巴灘水電站地應(yīng)場變量間的Pearson相關(guān)性系數(shù). （左下角為用于線性擬合的兩個(gè)變量之間的散點(diǎn)圖，右上角為其Pearson相關(guān)系數(shù)， **代表置信水平0.01，*代表置信水平0.05）　　  

圖4 葉巴灘水電站實(shí)測與預(yù)測應(yīng)力張量的歐式距離相似度（EDS < 閾值0.3095時(shí)代表兩張量相似度較高）