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华北地区实测应力特征与断层稳定性分析

岩土力学 2013年第S1期34卷 204-213页

作者：黄禄渊杨树新崔效锋陈群策姚瑞中国地震局地壳应力研究所北京100085 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

以中国大陆地壳应力环境基础数据库为基础,选取华北地区水压致裂法与应力解除法的实测地应力数据共计1 017条,得到华北地区及研究子区宏观应力场特征:(1)华北地壳浅层最大水平应力H、最小水平应力h随深度D呈线性增加;(2)在0~4 000 m测... 详细信息

以中国大陆地壳应力环境基础数据库为基础,选取华北地区水压致裂法与应力解除法的实测地应力数据共计1 017条,得到华北地区及研究子区宏观应力场特征:(1)华北地壳浅层最大水平应力H、最小水平应力h随深度D呈线性增加;(2)在0~4 000 m测量深度范围内,华北各研究子区中间深度H值总体表现出"东高西低"的特征;(3)华北地区侧压系数Kav=225/D+0.61,浅部离散,随着深度增加而集中,并趋向0.61,D=577 m时Kav=1,是水平作用为主导向垂直作用为主导转换的"临界深度";(4)华北各研究子区H的优势方向统计显示,华北东部研究区H优势方向基本上为近EW、NEE、NE向。鄂尔多斯块体及环鄂尔多斯的研究区H优势方向呈现出NE向或NEE向。华北平原的研究区H优势方向主要为NE、NEE向,部分研究区呈现出NW向。分析华北区域断层稳定性发现,500 m深度以下实测差应力值不超过理论临界值,区域内断层基本上处于相对稳定的状态;0~500 m深度之间部分差应力值已达到或接近走滑临界状态,在方位合适的断裂或节理面上发生走滑断层型活动的可能性较大。

关键词：实测应力回归分析分布规律应力方向断层稳定性

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地应力与岩石弹性模量关系试验研究

岩土力学 2012年第6期33卷 1689-1695页

作者：秦向辉谭成轩孙进忠陈群策安美建国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学工程技术学院北京100083

在北京某深孔原岩应力测量和原岩应力测量段同等深度单轴及不同围压下的三轴岩石力学试验的基础上,结合统计的钻孔岩体结构参数,分析了原岩应力测量段深度处修正前、后的岩石弹性模量,进而探讨了地应力与岩石弹性模量间关系。结果表明,... 详细信息

在北京某深孔原岩应力测量和原岩应力测量段同等深度单轴及不同围压下的三轴岩石力学试验的基础上,结合统计的钻孔岩体结构参数,分析了原岩应力测量段深度处修正前、后的岩石弹性模量,进而探讨了地应力与岩石弹性模量间关系。结果表明,在花岗岩中,主应力大小与修正前、后的岩石弹性模量间均呈正相关关系,而在灰岩中,主应力大小与修正前、后岩石弹性模量间的关系不明确,需要进一步研究;在花岗岩中,主应力大小与修正后的岩石弹性模量间的相关性系数高于主应力大小与修正前的岩石弹性模量间的相关性系数;各向同性高的岩体(如花岗岩),实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性好,而各向异性大的岩体(如沉积岩),实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性较差。

关键词：地应力岩石力学试验岩石弹性模量相关性分析

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原生裂隙对水压致裂应力测量结果的影响

岩土工程学报 2005年第3期27卷 279-282页

作者：陈群策毛吉震侯砚和张志国中国地震局地壳应力研究所北京100085

以水压致裂原地应力测量实际测试结果为例,通过对测试记录曲线及地应力计算结果的分析,结合破裂的印模定向和钻孔超声波测试结果,讨论和分析了原生裂隙对水压致裂原地应力测量结果的影响,并对相关的数据处理方法提出了合理的建议。

关键词：水压致裂原地应力测量原生裂隙

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龙门山活动断裂带运动学特征及其构造意义

吉林大学学报（地球科学版） 2012年第S2期42卷 320-330页

作者：刘健熊探宇赵越张永双陈群策中国地质科学院地质力学研究所北京100081

2008年青藏高原东缘龙门山地区发生的MS8.0级地震,致使龙门山断裂带的后山断裂、中央断裂和前山断裂也发生了构造活动,产生了不同规模的同震地表破裂带,同时在活动断裂面上保留了最新擦痕和正反阶步。根据断裂面阶步及最新擦痕测量分析... 详细信息

2008年青藏高原东缘龙门山地区发生的MS8.0级地震,致使龙门山断裂带的后山断裂、中央断裂和前山断裂也发生了构造活动,产生了不同规模的同震地表破裂带,同时在活动断裂面上保留了最新擦痕和正反阶步。根据断裂面阶步及最新擦痕测量分析,后山断裂的耿达—草坡段为逆冲断层,汶川—茂县段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;平武—青川段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。中央断裂的映秀—小鱼洞段为逆冲断层,小鱼洞北—北川段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;北川县北—南坝段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。前山断裂的都江堰—蓥华段为逆冲断裂,蓥华—西坪段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力均为近水平的NW—NWW向。对比分析表明,擦痕反演最大主压应力方向变化过程与地震资料反演最大主压应力方向变化过程相吻合。

关键词：汶川地震龙门山断裂带地表破裂最大主压应力方向青藏高原构造

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页岩储层水平最小主应力实测与分布规律

中国石油大学学报（自然科学版） 2021年第5期45卷 80-87页

作者：孙东生禚喜准淡永李阿伟杨跃辉陈群策中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质调查局地应力测量与监测重点实验室北京100081 辽宁工程技术大学地质系辽宁阜新123000 中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004

水平最小主应力是非常规油气储层压裂设计、压裂缝高控制和压裂后效果评价的重要基础数据。利用自主研发的深孔水压致裂原位地应力测试系统,对黔东南地区寒武系牛蹄塘组泥页岩储层进行地应力实测,获取深度1179~1188 m泥质粉砂岩层段水... 详细信息

水平最小主应力是非常规油气储层压裂设计、压裂缝高控制和压裂后效果评价的重要基础数据。利用自主研发的深孔水压致裂原位地应力测试系统,对黔东南地区寒武系牛蹄塘组泥页岩储层进行地应力实测,获取深度1179~1188 m泥质粉砂岩层段水平最小主应力为24.9~25.3 MPa,1207~1208 m灰岩层段的水平最小主应力为21.4 MPa。结合公开报道的泥页岩储层地应力测量结果,定量评价泥页岩储层内水平最小地应力分布规律。结果表明:泥页岩储层内地应力明显受岩石的矿物含量控制,随着黏土等塑性矿物含量的增加,水平最小主应力明显增大;在区域构造应力场作用下,泥页岩层的水平最小主应力比砂岩或灰岩等脆性夹层高4~15 MPa;对于深层页岩气,应选择脆性矿物含量高的水平最小主应力低值区作为水平井穿行层段,不仅有利于压裂缝的起裂和扩展,且裂缝的闭合压力低,可有效避免支撑剂的破碎和嵌入,保持压裂缝的导流能力。

关键词：水平最小主应力水压致裂法页岩储层塑性矿物含量深层页岩气

鄂尔多斯地块西南缘宁夏固原地区原位地应力测量结果及其成因

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地质通报 2020年第7期39卷 983-994页

作者：王斌秦向辉陈群策孙东生中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081

鄂尔多斯地块西南缘新构造活动强烈、地震频发,具有复杂多样的构造变形模式和活动特征。为了解鄂尔多斯地块西南缘地壳浅部地应力分布规律及断层稳定性,利用宁夏固原地区的水压致裂地应力测量数据,结合其他实测及震源机制解资料,分析了... 详细信息

鄂尔多斯地块西南缘新构造活动强烈、地震频发,具有复杂多样的构造变形模式和活动特征。为了解鄂尔多斯地块西南缘地壳浅部地应力分布规律及断层稳定性,利用宁夏固原地区的水压致裂地应力测量数据,结合其他实测及震源机制解资料,分析了鄂尔多斯地块西南缘构造应力场特征。结果表明:①研究区2个钻孔的主应力关系整体表现为S H>S v>S h,水平应力起主导作用,属于走滑型应力状态,钻孔附近最大水平主应力方位平均为N59°W,与震源机制解获得的青藏高原东北缘主压应力方位有差异,推断鄂尔多斯地块西南缘现今NWW向走滑剪切应力环境的形成可能主要受到海原断裂带和六盘山断裂带的影响,应为局部构造和区域构造应力场共同作用的结果。②利用Mohr-Coulomb准则及Byerlee定律,摩擦系数取0.6~1.0,对研究区的现今地应力状态分析后发现,鄂尔多斯地块西南缘海原断裂带和六盘山断裂带的地应力大小未达到地壳浅部断层产生滑动失稳的临界条件,处于较稳定的应力状态。该研究成果为鄂尔多斯地块关键构造部位的断裂活动性分析和地质环境安全评价提供了参考依据。

关键词：鄂尔多斯地块水压致裂地应力测量海原断裂带六盘山断裂带

测定岩体原地承载力的水力阶撑测试技术及其应用

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岩土力学 2003年第S2期24卷 471-474页

作者：郭启良冷鸿斌李宏陈群策中国地震局地壳应力研究所北京100085 国家电力公司成都勘测设计研究院四川成都610072

在勘探钻孔中的各种裂隙层段上进行水力阶撑测试,能够确定岩体的原地承载力。笔者给出了某工程的应用实例,并对测试成果进行了分析。实践表明,在地质结构基本完整的情况下,岩体都具有较强的自承能力。充分利用岩体的承载能力对于科学的... 详细信息

在勘探钻孔中的各种裂隙层段上进行水力阶撑测试,能够确定岩体的原地承载力。笔者给出了某工程的应用实例,并对测试成果进行了分析。实践表明,在地质结构基本完整的情况下,岩体都具有较强的自承能力。充分利用岩体的承载能力对于科学的优化工程设计、减少投资、缩短工程建设周期,均具有重要的实际意义。

关键词：水力阶撑测试岩体原地承载力深埋地下洞室

利用压力脉冲试验测定某地花岗岩体的渗透系数

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岩土力学 2005年第9期26卷 1469-1472页

作者：陈群策祁英男毛吉震张志国王显军中国地震局地壳应力研究所北京100085

利用压力脉冲试验进行渗透系数测量,采用跨接式封隔器系统将试验段与钻孔分隔,通过高压泵向试验段注水,使试验段压力迅速增加,然后关泵,并记录压力随时间的衰减曲线。通过将记录曲线与标准曲线进行拟合的方法确定测段岩体的渗透系数。... 详细信息

利用压力脉冲试验进行渗透系数测量,采用跨接式封隔器系统将试验段与钻孔分隔,通过高压泵向试验段注水,使试验段压力迅速增加,然后关泵,并记录压力随时间的衰减曲线。通过将记录曲线与标准曲线进行拟合的方法确定测段岩体的渗透系数。给出了在一个钻孔中利用该试验方法获得的3个测段的渗透系数测试结果。并与同一钻孔中的常规压水试验结果以及其他地区渗透系数测试数据的统计分析资料进行了对比。作为岩体渗透系数测试的一种试验方法,压力脉冲试验方法具有方便、省时的优点,尤其适用于低渗透系数岩体的测试。

关键词：压力脉冲试验渗透率花岗岩体

5.12汶川地震后龙门山断裂带东北段现今地应力测量结果分析

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地球物理学报 2012年第12期55卷 3923-3932页

作者：陈群策丰成君孟文秦向辉安其美国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地震局地壳应力研究所北京100085

5.12汶川大地震发生后,在龙门山断裂带东北段,开展了6个钻孔的原地应力测量工作.测量钻孔分别位于龙门山中央断裂带上下两盘的平武、北川、江油和广元等地.钻孔孔深在200～500m之间,共取得了72个测试段的地应力测量数据,以及其中33个测... 详细信息

5.12汶川大地震发生后,在龙门山断裂带东北段,开展了6个钻孔的原地应力测量工作.测量钻孔分别位于龙门山中央断裂带上下两盘的平武、北川、江油和广元等地.钻孔孔深在200～500m之间,共取得了72个测试段的地应力测量数据,以及其中33个测段的印模定向试验数据,由此获得了每个测点处地应力的赋存状态,包括地应力量值随孔深的变化以及地应力作用方向.根据库仑准则,结合Byerlee定律对各测点实测数据进行分析,可以看出,龙门山断裂带上盘现今地应力的作用强度高于下盘.其上、下两盘现今地应力赋存状态特征及其差异性显示出该区域处于不均衡的应力环境,容易导致断裂失稳而产生新的活动;印模定向试验数据表明,龙门山断裂带东北段的北川、江油、平武的最大水平主应力优势方向为NEE向;广元附近为NWW或近东西方向.结合已有的研究成果,初步得到龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征,即大致以北川为界,龙门山断裂带东北段应力方向显示了与西南段不同的特征.其西南段现今地应力的优势作用方向为北西方向,而龙门山断裂带东北段,自江油、北川、平武一带至广元、青川附近,其现今地应力的最大水平主压应力的优势作用方向呈现了NEE→NWW的赋存状态和变化趋势.本文获得的研究结果对于认识5.12汶川特大地震的动力学机制具有一定的借鉴和启示作用.

关键词： 5 12汶川大地震龙门山断裂带水压致裂地应力