在单钻孔中水压致裂法的三维地应力测量.pdfVIP

( ) 第18 卷　第 2 期 岩石力学与工程学报 18 2 : 192～196 1999 年 4 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Ap ril , 1999 在单钻孔中水压致裂法的三维地应力测量 刘允芳 (长江科学院岩基所　武汉　430010) 摘要 　提出了利用钻孔中原生裂隙的重张试验 , 在单钻孔中进行水压致裂法的三维地应力测量的原理和方法。对利 用原生裂隙的重张试验及其与完整岩体段常规压裂试验相结合的两种基本情况 , 推导了计算公式 , 可操作性很强。 关键词 　水压致裂法 , 三维地应力测量 , 原生裂隙 , 单个钻孔 分类号 　TU453 本文建议利用钻孔中的原生裂隙的重张试验 , 1 　前　言 在一个钻孔中测定三维地应力状态 , 对利用原生裂 隙段的重张试验及其与完整岩体段常规压裂试验相 水压致裂法地应力测量技术是迄今为止进行深 结合的两种具体情况 , 推导了资料整理的计算公式 , 部地应力测量的最有效的手段 , 测量深度可达到地 是一种新的三维地应力测量方法。文内提出了这种 下数千米。由于其测量深度深 , 操作简便 , 测试周期 测量方法的理论和计算公式 , 可操作性很强。 短以及不需要岩石力学参数参与计算等优点 , 在国 内外得到广泛应用。应用范围覆盖水电、矿山、交 2 　测试原理 通、军工等岩石工程和地震机制、地球动力学的研 究。但是 , 传统的水压致裂法地应力测量理论 , 是建 2 . 1 　观测值方程组的建立 立在弹性力学平面问题理论基础上的 , 其基本假设 观测值方程组是在大地坐标系下建立的 。大地 之一为地应力场的一个主应力为垂直方向 , 利用垂 坐标系为 oxyz 的轴x 为水平向, 取某工程建筑物轴 ( 直钻孔的测量 , 测得水平面上的二维地应力状态 最 向或正北向, 方位角 β, 轴 Z 为铅垂向上方向, 轴 y o ) 大和最小水平主应力及其方向 , 而垂直向正应力分 以右手坐标系定向。 量则用上覆岩体自重来估算。 2. 1. 1 　原生裂隙段的重张试验测定三维地应力 由于水压致裂法地应力测量的广泛应用, 众多 根据原生裂隙结构面的走向、倾向和倾角建立 部门和研究人员的重视和投入 , 对该测量方法的理 结构面坐标系 ox y z 。设结构面走向为 β, 倾角为 k k k k 论和测试方法进行了深入研究 , 尤其不满足它的二 α, 取结构面走向为轴 x , 结构面倾向为轴 y