西铭矿水压致裂法地应力测试应用

针对西铭矿区地质力学参数匮乏问题,文章采用水压致裂法对西铭煤矿6个测点进行了现场地应力测试,确定了西铭矿地应力特征。西铭煤矿测试区域地应力场存在明显的区域特征,西十一和西十二采区测试区域地应力场在量值上中等偏低,为σ_(H)>σ_(V)>σ_(h)型应力场;西六采区测试区域地应力场在量值上中等偏高,为σ_(H)>σ_(h)>σ_(V)型应力场。测试区域应力场受区域构造影响较大,以构造应力场为主,最大水平主应力为最大主应力,研究结果可为矿井后续巷道支护设计优化提供数据参考。

三维水压致裂法地应力测试在水电工程中的应用

测量岩体地应力的方法很多,测试成果分为平面应力和空间三维应力。在大型水电工程中,为了研究工程所在地区的应力场,需要获得现场岩体的三维地应力状态。介绍了通过三孔交汇的钻孔布置方式,采用水压致裂法获得三维地应力成果过程并与套钻解除孔径变形法地应力成果进行了对比佐证,认为采用三维水压致裂法测试地应力在水电工程中是可行的。

套钻解除法和水压致裂法地应力测试对比研究

以深圳抽水蓄能电站高压隧洞以及地下厂房围岩应力状态为例,同时采用套钻解除法和水压致裂法进行了地应力对比测量。对比测试结果表明:水压致裂测试成果与应力解除法测试成果有一定的偏差,但整体结果具有良好的一致性,可以相互印证,它们的平均值代表了测量区地应力状态的综合信息。

全景钻孔窥视仪在水压致裂法地应力测试中的应用

使用全景钻孔窥视仪对井下地应力测站钻孔进行全孔观测,对钻孔范围内的岩层分布,裂隙分布及产状进行详细分析,可以为小孔径水压致裂法地应力测量试验段选择提供便捷途径。简化了测站制备工艺,提高了测试成功率、准确性和可靠性。观测结果还可以用于巷道支护效果检测与评价等方面,有广泛的应用前景。

极端条件下千米深钻孔水压致裂法地应力测试技术及应用

地应力是地下建筑物线路设计、工程建设和安全运行的基础性资料,是工程布置和施工安全的重要影响因素,只能通过原位测试才能准确给出。随着我国水电能源的开发、国家水网长距离引调水工程的实施,一大批水文地质条件复杂的深埋隧洞工程陆续勘测实施。这些工程岩体的地应力场复杂多变且测试条件趋于极端化,给地应力测试带来极大挑战。其中面临的主要技术难题有:极高应力量级、超深地质钻孔、钻孔低水位和新型钻杆匹配问题等。

某抽水蓄能电站水压致裂法地应力测试分析

由于水压致裂法能在深钻孔中测量岩石应力并且具有花费较少的优点,因而得到了广泛的应用。测量原理表明,水压致裂应力测量过程中的一些特征压力点,如破裂压力Pb、重张压力Pr、关闭压力Ps等与岩石应力有关。实例分析证实,水压致裂法应用于地应力分析是合理可行的。

水压致裂法地应力测试在水电工程中的应用

阐述了水压致裂地应力测试方法在水电工程中应用状况。为了获得科学、客观的测试记录,进一步综合分析水压致裂法测试成果,结合众多工程实例图形,有针对性地分析了水压致裂法地应力测试过程中岩体波速、渗透流速、"V"型谷等与地应力的相关关系及规律性。测试记录的应力与测试过程中流速的控制有着很大的相关性;地应力量值分布及方向受洞径、"V"型谷的大小和特征所影响;测点地应力值的大小与波速的高低在宏观上有着一定的规律性。同时也对水压致裂法测试中若干问题提出探讨,为水压致裂法地应力测试在水电工程中的应用提供参考。

锦屏超高压岩体水压致裂法地应力测试系统研制与应用

锦屏二级水电站引水隧洞上覆岩体一般埋深1 500～2 000 m,最大埋深约为2 525 m,具有埋深大、洞线长、洞径大的特点,为超深埋长隧洞特大型地下水电工程。最大地应力可达到70 MPa以上,在隧洞开挖过程中,由于存在超高的地应力,局部岩体出现了强烈的岩爆和变形,给隧洞的设计、施工及安全带来很大的困难和隐患。加上钻孔中经常出现岩饼现象,常规的孔径应变法和水压致裂法地应力测试难以有效进行。为了能够实测到深部岩体的地应力状况,开展了超高压应力状态下的岩体地应力测试方法研究,成功研制出了超高压水压致裂法地应力测试系统,并在锦屏工程中得到了实际应用,取得了良好的测试成果。此测试系统的成功研发,为将来在公路、铁路、水电和矿业等领域的超埋深超高地应力的测试提供了条件。

水压致裂法地应力测试研究

为了对某矿进行支护设计,布置3个测站,采用水压致裂法对地应力进行测试。结果表明:水压致裂法具有测速快、适应性强的优点;3个测站的测试结果显示该矿应力水平不高,最大主应力为水平应力,最大水平应力在7.63~12.52MPa之间,最大主应力方位角在N37.1°W^N46.2°W之间。

龙岩市万安溪引水工程水压致裂法地应力测试技术应用性研究

为了研究万安溪引水工程区域地应力分布情况,在引水工区选取典型钻孔开展现场水压致裂地应力测试。通过水压致裂技术测出钻孔不同深度黑云母花岗岩的破碎压力pb、瞬时关闭压力ps以及裂缝重新张开压力pr,计算出各段最大水平应力和最小水平应力。试验表明:最大水平主应力范围为11.0~16.0 MPa,最大水平主应力方向范围为N24°—54°W。工程区的侧压力系数kH、kh分别为1.26、0.90,表明工程区主要受NW向挤压力影响,水压致裂试验揭示的工程区总体的应力规律满足SH>Sv>Sh。同时根据类似工程对比分析并结合中国区域地应力场分布情况,验证水压致裂法测试技术成果与东南沿海区域应力场特征相吻合,技术成果科学真实可靠。

水压致裂法在长大隧道地应力测试中的应用研究

文章以某新建高原隧道为研究对象,采用水压致裂法,测试地层原位地应力的大小和方向,确定隧道围岩的地应力状态。结果表明,隧道岩层不属于典型硬脆岩质,初步预测该隧道不存在典型岩爆,以变形偏大、洞壁岩体偏薄及剥离为主表现形式;埋深为146~285 m和286~465 m时,围岩开挖可能分别出现Ⅰ级、轻微大变形及Ⅱ级、中等大变形。埋深>335 m时,围岩开挖后处于高初始应力状态;埋深>660 m时,甚至出现极高初始应力状态,建议隧道施工时早封闭、勤测量。

大型地下厂房水压致裂法地应力测量及地应力场反演分析

岩体初始地应力是地下工程研究中的重要内容,依托大型地下厂房工程,采用三维水压致裂法和常规水压致裂法对洞内孔ZK1和地表孔ZK2分别进行地应力测量,获得岩体初始地应力;基于实测数据利用三维数值模拟方法进行地应力场反演计算,获得所需工程区的地应力场分布规律。研究表明:水压致裂法可以有效地获得初始地应力,三维水压致裂法获得的地下应力情况更为准确且可以与垂直孔测试数据互相印证;数值模拟获取的地应力计算值和实测值具有一致性,厂房隧洞布置较为合理且工程区发生岩爆概率较低;现场原位测试结果与回归地应力场分布规律可为工程设计提供有效的科学支撑。

水压致裂地应力测试在山区隧道勘察中的应用

深埋隧道的线路布设和围岩稳定性受制于地应力条件。水压致裂法是目前普遍使用且成熟的深埋隧道地应力测试方法。通过采用水压致裂法对华东山区某隧道原位地应力进行测试,取得了最大、最小水平主应力等力学参数,分析了地应力特征,为隧道线路布设和围岩岩爆预测提供数据支撑。研究表明:隧道水平主应力随埋深线性增加,地应力类型由浅到深分别发育逆冲型应力和走滑型应力2种应力类型,隧道埋深处最大水平主应力的优势方向与区域地质构造应力方向一致,最大水平主应力与隧道走向夹角小于最优夹角,对围岩稳定性有一定影响;围岩岩爆风险整体上随深度的增加而增加,研究隧道埋深处围岩可能有轻微岩爆现象,应采取相关措施及时释放围岩地应力,以保证施工安全。研究结果对今后山区油气管道、交通运输等工程建设的勘察、规划设计提供参考。

小孔径水压致裂法在阳泉五矿地应力测量中的应用

随着阳泉五矿开采深度与广度的增加,针对其围岩的应力环境、变形与破坏特征发生显著变化等问题,采用现场实测和理论分析的方法,利用小孔径水力致裂法对阳泉五矿采区巷道内9个测点的原岩应力及方向进行测量与统计,并分析地应力空间分布特征及随埋深的变化规律。研究结果与该区域内已有水平主应力研究成果较为一致。研究表明:阳泉五矿区域内水平主应力与垂直主应力的最大值分别为12.58 MPa、15.08 MPa,平均值分别为6.73 MPa、11.88 MPa,最大水平主应力方向在N61°E~N79°E范围内,井下应力场属于中等应力值区域,垂直应力占优势,属于自重型应力场;测压比的范围在0.12~1.53之间,在浅部区域,垂直主应力小于最大水平主应力,随着埋深的增加,垂直主应力大于最大水平主应力;地质构造以及超前支承压力对局部区域内地应力分布也有一定影响。

超深勘察钻孔ASR法地应力测试技术应用

宝灵山隧道是某铁路先开段的重难点控制性工程,其中宝灵山DZ-06勘察钻孔深2118.00 m,是该段深度最大的控制性勘察钻孔。在钻孔的2072.53、2084.27 m深度选取合适岩心,采用ASR法(非弹性应变恢复法)开展了地应力测试,并与该钻孔采用水压致裂法获取的地应力结果进行对比,同时验证了ASR法对于估测超深钻孔的三维地应力大小和方向的实用价值。结果表明:在钻孔2072.53~2084.27 m深度范围,ASR法2个测点获取的最大主应力、中间主应力、最小主应力平均值分别为59.70、54.03、30.74 MPa,最大主应力近水平,方向近SN向,说明该区域以水平构造应力为主;ASR法的最大主应力测试结果均值与水压致裂法测试结果回归值一致性很好,最小主应力测试结果均值与水压致裂法测试结果回归值的一致性处于合理范围,两种方法的水平主应力方向测试结果基本一致。

基于钻孔水压致裂法的西南山区某高速公路隧道地应力测量分析

对于隧道工程,地应力场分布规律对隧道围岩稳定性有至关重要的作用。本文基于云县至昔归高速公路忙东隧道工程,通过水压致裂法对忙东隧道的地应力进行测量,并分析了地应力的分布规律。研究表明,忙东隧道场地下部主要受水平应力主导。浅部地层处垂直主应力最大、最大水平主应力次之、最小水平主应力最小,属正断型;深部地层处最大水平主应力最大、垂直主应力次之、最小水平主应力最小,属走滑型。所测量范围,洞身范围最大水平主应力为9.28 MPa,最小水平主应力为6.60 MPa。工程区岩体原位抗拉强度约为10.19MPa(取平均值),经计算,在本测点的隧道洞身附近,地应力水平为一般地应力。

岩石非均质程度对水压致裂地应力测试方法影响的分析与讨论

准确揭示原位地应力状态,对地下工程开挖支护设计和长期稳定性分析等具有十分重要的意义。利用水压致裂技术开展了纱岭金矿主竖井地应力测试工作,获得了20个测段地应力状态;室内进行了主竖井测试孔岩芯的岩石力学试验,包括巴西劈裂试验、单轴压缩试验及声发射监测试验,获得了岩石空间非均质度和强度分布特征,并分析了岩石非均质度与水压致裂测试结果的关系。结果表明:主应力大小随测量深度近似呈线性增大,测试孔的最大水平主应力值为20.78~45.20 MPa,最小水平主应力值为14.94~35.33 MPa,平均最大水平主应力方向为NW65°;测试孔岩芯各层位非均质度不同,变辉长岩非均质度系数为0.1~0.3,且岩石不同强度条件下声发射信号数量变化不显著,岩石离散度较小,花岗岩非均质度系数最高,可达1.0,以加载后期强相破裂产生的声发射信号为主;岩石非均质度影响水压致裂裂纹的扩展方向,扩展方向和最大水平主应力方向的夹角φ影响着最大、最小水平主应力的测量结果,且对最小水平主应力的影响尤为显著。分析水压致裂测量结果与岩石性质之间的关系,对精确探测非均质地层的地应力场分布规律具有一定的指导作用。

水压致裂地应力测试法在秦岭隧洞中的应用

鉴于地应力场对隧洞围岩稳定性有重要作用,基于引汉济渭秦岭输水隧洞二衬混凝土开裂区域典型断面地应力实测结果与地质构造条件,运用三维水压致裂法分析了秦岭隧洞的围岩地应力。结果表明,水平孔在9.2~26.6 m钻孔深度内,钻孔横截面上最大主应力为16.3~37.9 MPa,截面最小主应力为2.4~9.1 MPa;铅直孔在3.8~20.7 m钻孔深度内,最大水平主应力为21.5~30.5 MPa,方位平均为N57°E,最小水平主应力为12.7~16.5 MPa;三维应力计算的最大、最小水平主应力分别为24.3、14.4 MPa,空间最大主应力为24.6 MPa,呈近水平分布。可见隧洞岩体的测试位置围岩应力场主要为水平应力,岩体应力分级为高地应力。

水压致裂法在大巴山深埋隧道地应力测试中的应用

大巴山地区地质构造复杂,目前建设的隧道多为深埋隧道。了解地应力条件对隧道施工设计参数的选择以及岩爆的风险预测具有重大意义。选择水压致裂法,以大巴山区域旗杆山隧道为例,介绍了水压致裂法测试深埋隧道地应力的方法,并对测试结果数据进行分析,从而对该隧道施工期间发生岩爆的可能性进行预测。实践表明,运用水压致裂法,能较为准确地测量到深埋隧道相关施工区域的地应力分布特征,同时具有施工周期短,施工操作简单的特点。

基于水压致裂法的三山岛深竖井工程区地应力测量与反演分析

山东省三山岛西岭矿区拟建2000 m深副井,属于超深井建设工程。揭示建井工程区地应力场特征是开展竖井设计、建设施工的必要先决条件之一,研究中采用水压致裂法开展了深部竖井地应力现场测量工作,测量深度达到1899.00 m,通过数值仿真模拟方法反演了竖井工程区2017.56 m深的地应力场。结果表明:在水压致裂测试的钻孔357.76~1899.00 m深度范围内,最大水平主应力(SH)为23.16~70.86 MPa,最小水平主应力(Sh)为15.24~47.06 MPa;主应力随深度近于线性增加,地应力测量孔实测最大水平主应力方向分别为NW55.5°、NW60.4°、NW58.4°,为近北西方向;竖井工程区应力场主要以水平应力为主导,1200.00 m以下铅直主应力(Sv)为中间应力,SH与Sv之比平均值为1.53;通过FLAC 3D软件的反演分析获得了建井工程区内地应力场随深度、地层变化的分布规律,测试点的反演结果与实测值基本一致。近2000 m超深地层地应力状态及其分布规律,为竖井工程的井筒井壁设计和工程风险评估提供了基础科学依据。