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

作     者：陈东升 纪洪广 袁永忠 李芹涛 CHEN Dongsheng;JI Hongguang;YUAN Yongzhong;LI Qintao

作者机构：北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 莱州汇金矿业投资有限公司山东烟台261400 

出 版 物：《地质力学学报》 (Journal of Geomechanics)

年 卷 期：2023年第29卷第3期

页      面：365-374页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：山东省重大科技创新工程项目(2019SDZY02 2019SDYZ05)。 

主　　题：深部地层 原位地应力 水压致裂法 岩石非均质度 岩石力学试验 

摘      要：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。