基于隧道施工阶段地应力实测数据的岩爆判据研究

云南省蔓金高速草果山隧道属于深埋长隧道,隧道围岩坚硬完整且脆性较高,隧道施工阶段面临着岩爆发生的风险。因此,采用应力解除法进行地应力测量,并基于实测数据结合现场岩爆发生情况与国内外不同的强度判据进行对比,并对岩爆判据的适用性进行分析研究。最后,根据岩爆实际发生的情况和位置对岩爆判据进行验证分析,结果表明:岩爆预测标准除应力指标外,还应使用多因素指标进行综合判别;某种岩爆预测方法不能适用所有地下工程,应结合工程的具体情况,进行岩爆危险性评估,为工程提出岩爆防治措施。同时此研究成果为深埋完整硬岩的岩爆灾害分析预测和防控提供了参考依据。

青藏高原腹地现今地应力测量与应力状态研究

青藏高原腹地现今构造活动强烈,为了解强烈构造活动下的应力背景,我们在五道梁、风火山、雁石坪和安多不同构造部位的四个测点采用压磁应力解除法进行了现场应力实测工作,测量深度12～2 0m .测量结果表明,最大主应力方向总体为北东向,与地质、地震以及大地测量等方面的研究成果基本吻合;最大主应力量值为3 6～6 8MPa(安多测点除外) ,与其他地区测量结果相比,属于中等偏高;安多测点最大主应力方向为北西西向,最大主应力量值为8 1MPa,与其他测点有较大差别,反映了板块缝合带附近现今应力状态的复杂性.

汶川地震后沿龙门山裂断带原地应力测量初步结果

2008年5月12日在中国四川省西部汶川发生Ms8.0地震,震中位于青藏东缘龙门山断裂带。地震发生后的4个月,沿龙门山断裂带中南段开展了原地应力测量,获得了3个测点的应力大小和方向。在3个测孔中浅部采用压磁应力解除法,深部采用水压致裂法。浅部测量结果显示,位于震中区映秀测点,水平最大主应力值为4.3MPa,最大主应力方向为N19°E;宝兴测点位于震中区西南的龙门山断裂带南段,汶川地震没有导致该段地表破裂,该点获得的水平最大主应力值为9.8MPa,最大主应力方向为N51°W;位于龙门山断裂带最西南端的康定测点,水平最大主应力值为2.6MPa,最大主应力方向为N39°E。利用水压致裂法对各钻孔100～400m深度进行了应力测量,获得了应力随深度变化趋势和应力状态。与震前其它应力测量结果和中国其它地区表层地应力测量结果比较,龙门山断裂带西南段处于相对高应力水平,震中区仍处于中等应力水平。这项研究成果将为评价龙门山断裂带余震和今后强震发展趋势提供关键构造物理参数。

红透山铜矿地应力测量及其分布规律研究

红透山铜矿是国内最深的金属矿山之一,岩爆灾害具有典型性。为了解矿区应力状态及分布特征,开展了应力实测工作,应用空心包体应力解除法进行应力测量。通过现场实测获得该矿区 5 个中段 8 个测点的三维应力状态,最大主应力方向为 NNW～NW,最大主应力值随深度基本呈线形增大,且-767 m 中段不同部位应力值有所变化,最大主应力值可达 50 MPa 左右。

金川二矿深部1000m中段地应力测量及应力状态研究

金川镍矿是我国最大的硫化铜镍矿,而二矿又是金川镍矿的主力矿山。目前二矿已进入深部开采阶段,由于矿岩破碎、剧烈开采扰动以及巷道采场结构越来越复杂,加之应力状态的改变,围岩稳定性问题更加突出。为此在二矿深部1000m中段进行了系统的地应力测量,以了解深部应力分布特征及其变化规律。现场测试采用空心包体应力解除法,共获得7个测点的三维应力数据。地应力测量成果表明,在井下700～800m深度范围内,最大主应力量值基本为20～30MPa,大部分测点最大主应力方位为NNE～NE向,最大主应力倾角在40°以上,以水平应力为主导的应力作用特征发生改变。

兰州至玛曲地区地应力测量与现今构造应力场特征研究

兰州—玛曲地区是印度板块北东向推挤引起青藏块体强烈变形的前缘区,该区的现今构造应力场研究对研究大陆动力学问题具有重要意义.本文给出了兰州—玛曲地区不同地点的现今地应力实测值的大小和方向.测量方法采用压磁应力解除法,测点分别布置在阿姨山、大水、尕海、玛艾以及清水.为系统研究本区及邻近地区现今构造应力场特征,对已有应力实测数据进行了整理分析.研究结果表明,本区及邻区几十米浅表部应力与其他地区相比,属于中等大小量值;应力随深度增加而加大,但在不同构造单元,应力增加梯度有所不同;最大水平主应力方向总体上为北东向,不同构造单元上方向有所不同,鄂尔多斯地块最大水平主应力方向为近东西向,河西走廊带最大水平主应力方向在北北西—北东方向内变化,祁连山东南端最大水平主应力方向变化较大,西秦岭地块是现今地应力的一个过渡带,最大水平主应力方向由北侧的NE向逐渐转变为中部的EW向和南侧的SEE向.本文给出的结果与由GPS观测给出的该区域应变场分布具有一致性.

荒沟蓄能电站地下厂房地应力状态与工程稳定性研究

为了解黑龙江荒沟抽水蓄能电站地下厂房区应力状态 ,在探洞内布置了 4个地应力测点 ,利用空芯包体应力计进行地应力测量。测量结果表明 :最大主应力近于水平 ,最大主应力量值为 9.6MPa ,最大主应力方向为N78°W。根据实测结果对该区应力作用特征进行了分析 ,测量结果与现今区域构造应力场相吻合。在地应力实测和岩石力学性质试验基础上 ,对地下厂房周边应力状态进行了有限元分析 ,为地下厂房轴线的选择提出了建设性意见。

汶川M_S 8.0地震后龙门山裂断带地应力状态研究

汶川MS8.0地震发生后,为确定龙门山断裂带及邻区现今地应力状态,应用水压致裂法开展了地应力原地测量,获得了6个测点应力大小和方向.结果显示,位于震中区映秀测点,在170～180m深度,水平最大主应力值为16MPa左右,最大主应力方向为NW;龙门山断裂带西南段上下盘硗碛电厂测点、宝兴测点,在200～350m深度范围内,获得的最大水平主应力达25MPa,最大主应力方向为NW-NWW;靠近鲜水河断裂带的康定测点,在170～180m深度,水平最大主应力值仅为6MPa左右,最大主应力方向性不明显;文县测点,在195m深度,水平最大主应力值为13MPa左右,最大主应力方向为NE-NEE;松潘测点由于岩石较破碎,在170m深度测得的水平最大主应力值仅为3MPa左右,不能代表该区的应力状态.测量结果表明应力量值具有随深度增加而增大的趋势,与震前龙门山断裂带及邻区应力测量结果比较,震后龙门山断裂带西南段仍属于高应力区,震中区及北东段外围属于中等应力区.此外利用库仑摩擦滑动准则对龙门山断裂带活动性进行了分析,这将为评价龙门山断裂带余震和今后强震发展趋势提供科学依据.

风火山隧道地应力测量及工程稳定性分析

为了解风火山隧道应力状态,在隧洞内及附近地区进行了6个点地应力测量,首次在风火山地区取得了应力实测资 料。测量结果表明:风火山地区最大水平主应力量值为5.5 MPa,方向为NE至NEE,应力量值与其他地区表层地应力测量 结果比较,属中等应力水平;应力方向与风火山地区活动断裂调查所表征的现今区域应力场比较吻合。在地应力实测基础 上,还必须结合隧道区工程地质、水文地质条件以及地震活动性,进行隧道稳定性综合分析。

辽宁浦石河抽水蓄能电站地应力测量研究

为了解浦石河抽水蓄能电站枢纽区现今应力状态,采用空心包体应力计在探洞内进行了地应力测量。共布设5个地应力测点,每个测点都进行了多次测量,采用最小二乘法对5个测点测量结果进行分别计算和综合计算。测量结果表明:最大主应力近于水平,方向为N79°W,应力量值为7.1MPa;各测点不同测段测量结果有一定偏差,这主要是由于不同部位岩体构造条件所致,随着测量次数增多,最大主应力优势方向还是比较明显的。最后根据实测结果对电站枢纽区现今应力作用特征进行了分析,并对工程设计提出了建议。

大茅隧道地应力测量及围岩体稳定性研究

本文介绍了大茅隧道岩石三轴实验和地应力测量结果 ,分析了隧道围岩体应力作用特征。作用于该区的应力以水平应力为主 ,量值不大 ,最大主应力方向为NWW。这与该区主要断裂为压扭性的力学性质及震源机制解的结果是一致的。最后结合该区工程地质条件 ,对隧道施工安全措施及其稳定性进行了讨论。

黑龙江荒沟蓄能电站枢纽区地应力测量与研究

本文介绍了黑龙江荒沟抽水蓄能电站空心包体应力计地应力实测结果 ,对该区应力作用特征进行了分析。采用最小二乘法对地下厂房区 4个测点测量结果进行综合计算 ,得出最大主应力近于水平 ,应力量值为 9 6MPa ,最大主应力方向为N78°W。这与该区新构造调查所表征的现今区域应力场比较吻合 。

燕山地区燕山期的挤压与伸展作用

燕山地区中生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示,燕山期不仅存在强烈的挤压作用,而且存在强烈的伸展作用。如果把整个侏罗、白垩纪期间的构造运动理解为燕山运动的话,那么燕山运动既形成强烈褶皱和逆冲推覆,又形成断陷盆地和变质核杂岩。整个燕山运动(旋回)包括3次挤压事件和3个伸展阶段,即早侏罗世末挤压事件(北票组沉积之后,海房沟组沉积之前)、晚侏罗世末挤压事件(土城子组沉积之后,义县组沉积之前)和白垩纪末挤压事件(第三系沉积之前);早侏罗世盆地伸展阶段、中晚侏罗世盆地伸展阶段和白垩纪盆地伸展阶段。燕山期内发生了3次由伸展到挤压的转换。

龙门山断裂带西南段现今地应力状态与地震危险性分析

为了解汶川地震后龙门山断裂西南段现今地应力环境与地震发展趋势,对比分析2003,2008和2010年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料,初步揭示汶川地震后断裂西南段现今地应力环境与地震危险性。研究结果表明:龙门山断裂西南段,尤其是康定地区,地震后仍然积累有较高的地应力,震后应力调整以积累为主;龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究。研究成果对于龙门山西南段断裂活动性分析、地应力长期监测以及防灾减灾有重要意义。

区域地质灾害风险评价要素权值计算方法及应用——以黄河上游地区地质灾害风险评价为例

本文确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,依据选取的主要影响因素,采用灰色关联分析方法分别计算求得各关联因子的关联度和关联序,在此基础上,按各因素的关联度占所有因素的关联度之和的比重作为权植。在以往的区域风险评价中,一般是按关联度从小到大的顺序依次给定权值,人为影响比较大。本文采用的这种权值确定方法可以避免人为夸大各因子之间的作用,更趋于合理,而且也为采用计算机制图提供了前提。并以黄河上游地区为例进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。

华北北部中新生代构造体制的转换过程

华北北部位于古亚洲和太平洋两大全球性构造域的交叠部位 ,其中新生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示华北北部中新生代存在 5个挤压作用时期。自老至新为 :①中三叠世末挤压期 (老虎沟组或杏石口组前挤压期 ,峰值年龄≥ 2 1 5Ma) ;②早侏罗世末挤压期 (海房沟组或九龙山组前挤压期 ,峰值年龄≥ 1 78Ma) ;③晚侏罗世末挤压期 (义县组或东岭台组前挤压期 ,峰值年龄≥ 1 3 5Ma) ;④晚白垩世末挤压期 (古近系前挤压期 ,峰值年龄 65Ma) ;⑤古近纪末挤压期 (新近纪前挤压期 ,峰值年龄 2 5Ma)。 5个挤压期在时间上相对较短 ,并为 6个时间较长 ,构造运动相对和缓或伸展的成盆沉积期一一隔开。 6个成盆沉积期包括 :早中三叠世、晚三叠世—早侏罗世、中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪—第四纪。其中 ,中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪—第四纪具有明显的伸展作用特征。也就是说 ,华北北部中新生代的构造演化过程是在前中生代华北克拉通岩石圈基础上发育起来的克拉通内 (陆内或板内 )成盆沉积与挤压变形的交替演化过程 ,在这一构造演化过程中 ,挤压作用和伸展作用均占有重要位置 ,总体来讲 ,挤压作用由强变弱 ,伸展作用由弱变强。伸展作用持续的时间长 ,挤压作用持续时间则相对较短。

水压致裂应力测量数据分析——对瞬时关闭压力p_s的常用判读方法讨论

在水压致裂应力测量压裂特征参数中,瞬时关闭压力ps是重要的研究内容,因为它不仅直接代表最小水平主应力,而且在计算最大水平主应力时,该值又是重要的参数。ps判读的准确性和可靠性直接关系到水压致裂应力测量结果的可靠性与精度。结合3个典型的水压致裂测试曲线,分析了单切线法、dp/dt方法、马斯卡特方法和dT/dP法4种常用判读关闭压力方法的取值特点和适用性。结果表明,该4种判读方法对于不同形态的水压致裂测试曲线不具有普遍适用性,因此,对不同形态的水压致裂测试曲线进行判读关闭压力时,所选取的判读方法也不同。对于岩石完整、原生裂隙及节理不发育、岩石结构致密的水压致裂压裂段,应选取以上4种方法中2种或2种以上方法进行判读瞬时关闭压力值;对于岩石完整性差、原生裂隙及节理较发育、岩石结构较破碎的水压致裂压裂段,为取得比较可靠有效的关闭压力值,建议用单切线法计算机自动取值和dp/dt方法所取的关闭压力值。

青藏高原昆仑山和羊八井现今地应力测量及其工程意义

对青藏高原昆仑山和羊八井的地应力实测结果表明 ,昆仑山的最大水平主应力量值为 6 .8～ 12 .9MPa ;羊八井的最大水平主应力值为 3.3～ 10 .4MPa ,总体来看 ,昆仑山的应力值比羊八井高。与中国其他地区表层地应力测量结果比较 ,从区域应力分析角度来看是属于高应力区。它们的最大主应力方向为NE和NEE。这与青藏高原大陆动力学研究的结论是一致的。此外 ,结合工程地质调查结果 。

探索首都圈地区深孔地应力测量与实时监测及其在地震地质研究中应用

为提高首都北京的地质安全,在探索首都圈地区深孔地应力测量与实时监测在地震地质研究中应用思路方法的基础上,制定首都圈地区深孔地应力测量与实时监测总体规划,通过不同关键构造部位深孔地应力测量、实时监测以及测量监测结果的对比分析,揭示首都圈地区地壳浅表层现今地应力环境,捕捉中强地震发生的地应力前兆异常。平谷地应力实时监测台站全程记录了2011年3月11日日本9.0级大地震及其前后地应力大小和地下水位相对变化,尤其是大地震发生的前兆应力变化,为地震地质研究积累了宝贵的数据。通过首都圈地区不同关键构造部位地应力测量与实时监测数据的对比分析及2012年和2013年唐山及其周围地区地震发震背景的综合研究,发现唐山—滦县—昌黎一带,尤其是昌黎地区,现今构造活动异常,需要重点关注其未来发展趋势。

地质灾害风险评价方法及展望

地质灾害评价方法很多,20世纪70年代以前以定性评价为主,70年代以后发展为半定量、定量评价。文章概述了地质灾害的风险评价方法、评价体系、评价过程。地质灾害风险评价具有良好的应用前景,并逐渐向着评价定量化、综合化,管理空间化的方向发展。风险评价是风险管理和减灾管理的基础,其成果可以为国土资源规划,重要工程选址,地质灾害治理、监测、预报以及制定救灾应急措施和保护环境提供科学依据。