[發明專利]一種基于常規單三軸壓縮試驗確定地應力方向的方法

有效

• 申請號: 201711403952.8
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108132186B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 左建平;姜廣輝;陳巖
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/08
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于常規單三軸壓縮試驗確定地應力方向的方法，其特征在于，通過斷裂力學理論揭示了巖石試件單三軸加載破壞時地應力釋放產生的卸荷裂隙對宏觀破壞裂隙的誘導作用，證明了試件破壞時產生的宏觀裂隙與微觀卸荷裂隙方向相同，根據卸荷裂隙理論，通過觀察試件單三軸加載破壞后產生的宏觀裂隙形態，并與取樣時的標定方向比較即可判斷地應力方向；

所述方法包括以下步驟：

1)工程現場定位取芯后加工成軸線沿豎直方向的圓柱形試件，試件上端部過圓心重做與現場定位標記相同的方向標記，然后將試件安裝進行單三軸壓縮試驗，將試件加載至破壞；

2)將試件取下后，剪除兩端多余的熱縮管，對試件上端面進行拍照處理，觀察試件破壞產生的宏觀裂隙與試件端面的交線，判斷交線所屬類型；

3)若交線為Ⅰ類直線，則過圓心做交線的垂線，用量角器測量出α角角度；

4)若交線為Ⅱ類弧線，則連接弧線與上端面邊界兩交點，進一步過圓心做連線的垂線，用量角器量出α角角度；

5)若交線為Ⅲ類不規則曲線或者試件破壞產生的宏觀裂隙未擴展至兩端面沒有交線，將試件從中間切開，對下半部分上端面重新做方向標記后，重復步驟2)、3)和4)，最終可獲得水平最大主應力方向。

2.如權利要求1所述的一種基于常規單三軸壓縮試驗確定地應力方向的方法，其特征在于：所述步驟1)中現場采用常規巖心筒垂直水平面向下鉆取巖心，或在地下礦井中選取尺寸合適的巖塊，巖心或巖塊都需要進行方向標定；加工的試件不能有明顯的層理和裂隙弱面結構，做單三軸試驗時，試件表面使用熱縮管或橡膠套密封包裹，防止試件破壞后散落無法觀測宏觀裂隙方向。

3.如權利要求1所述的一種基于常規單三軸壓縮試驗確定地應力方向的方法，其特征在于：所述步驟1)中取芯時需要對巖石試件進行方向標定，加工時需要選擇無明顯的層理和裂隙弱面結構的巖石試件，試驗時需要用熱縮管或橡膠套密封包裹巖石試件。

4.如權利要求1所述的一種基于常規單三軸壓縮試驗確定地應力方向的方法，其特征在于：所述步驟2)中對試件上端面進行拍照處理要從試件正上方拍攝，切勿過度傾斜，造成定位線與交線夾角失真。