[發明專利]一種測量地應力的方法

無效

• 申請號: 200710135597.0
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN101162177A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 王方漢;周小平;楊海清;曹維勤;隆向陽;盧萍;張文如;劉慶義
• 申請（專利權）人: 南京銀茂鉛鋅礦業有限公司
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G01L1/10;G01V1/00;G01N29/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武

1.一種測量地應力的方法，其特征在于包括如下步驟：

1)對巖體工程進行工程地質調查，確定節理、斷層的產狀，根據地質力學判斷次序的方法判斷節理、裂隙的先后次序，然后將最近的同序次節理和裂隙繪于赤平投影圖上；

2)將巖層層面以其走向線為旋轉軸，向傾向方向旋轉至水平位置，旋轉角等于層面的傾角，同時節理和裂隙繞層面走向線旋轉到水平狀態，找出共軛X形節理，再將共軛X形節理和層面從水平狀態旋轉到原來狀態，再在赤平投影圖上確定地應力的三個方向，即最大主應力σ₁、中間主應力σ₂和最小主應力σ₃的方向；

3)沿地應力的三個方向鉆孔取樣，巖樣取自6米以外的原巖應力區，每個方向取5-7個樣；

4)在室內做巖樣的聲發射實驗，對巖石的聲發射信號進行Db4小波分析，從而確定巖石聲發射Kaiser點，根據巖石聲發射Kaiser點確定地應力的大小。

2.如權利要求1所述測量地應力的方法，其特征在于地應力方向按如下方式確定：

(1)張性斷裂：張性斷裂產生于最小主應力σ₃方向，即最大張引方向的垂直面上，也就是說，張性斷裂面與σ₁和σ₂的應力軸面的方向一致；因此只要通過工程地質調查確定了張性斷裂的產狀，即張性斷裂的走向、傾向和傾角，那么地應力的三個方向，即最大主應力σ₁、中間主應力σ₂和最小主應力σ₃的方向可以確定；

(2)剪切斷裂：剪切斷裂產生于最大主應力σ₁方向呈(45°-φ/2)角的平面上，與σ₁和σ₃軸面相互垂直，并且呈共軛發育，其夾角之銳角的等分面為σ₁和σ₂的軸面，其夾角之鈍角的等分面為σ₂和σ₃的軸面，它們的組合交線的方向與中間主應力軸σ₂的方向平行；前述φ是巖體的內摩擦角；因此只要通過工程地質調查確定了剪切斷裂的產狀，即剪切斷裂的走向、傾向和傾角，那么地應力的三個方向，最大主應力σ₁、中間主應力σ₂和最小主應力σ₃的方向可以確定。

3.如權利要求1所述測量地應力的方法，其特征在于步驟3)每個方向上取7個長度為100mm的巖樣，所取巖芯樣直徑為52～55mm，加工成圓柱形試件。

4.如權利要求3所述測量地應力的方法，其特征在于巖樣試件的側面磨平一塊面積約為15mm×100mm的平面，以放置聲發射實驗的探頭。

5.如權利要求1所述測量地應力的方法，其特征在于步驟4)所述聲發射實驗是將側壁已經貼好聲發射探頭的巖樣試件放置在加載系統中，然后在試件端面墊兩層聚氯乙烯和一層2mm厚硬橡膠皮片，加載直到巖樣破壞，在加載過程中自動記錄巖樣聲發射頻率。