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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

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地质力学学报 2023年第3期29卷 430-441页

作者：朱明德王照亚张月征李文光侯奎奎纪洪广尹延天付桢郝英杰山东黄金集团有限公司深井开采实验室山东莱州261400 山东省深海深地金属矿智能开采重点实验室山东莱州261400 山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿山东莱州261400 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 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

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... 详细信息

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。

关键词：深竖井深部地层水压致裂法地应力测量地应力反演

基于测试系统柔度分析的水压致裂法确定最大水平主应力误差分析与讨论

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岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3385-3396页

作者：杨跃辉孙东生秦向辉李阿伟孙炜锋张重远李冉孟文陈群策中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部地应力工程技术创新中心北京100081

最大水平主应力测量结果误差较大是水压致裂地应力测量方法中存在的突出问题。在梳理国内外水压致裂地应力测量规程或建议方法的基础上,对比分析用于计算最大水平主应力的几个主要公式之间的差异及其适用性,并以测试系统柔度为主要影响... 详细信息

最大水平主应力测量结果误差较大是水压致裂地应力测量方法中存在的突出问题。在梳理国内外水压致裂地应力测量规程或建议方法的基础上,对比分析用于计算最大水平主应力的几个主要公式之间的差异及其适用性,并以测试系统柔度为主要影响因素,较为细致和深入地分析影响最大水平主应力计算精度的误差来源及其物理机制。在此基础上,以甘肃北山花岗岩钻孔获取的深孔水压致裂实测数据为例,基于KGD理论模型对裂缝重张过程进行数值分析,定量研究系统柔度对最大水平主应力计算结果的影响。以剔除柔度影响因素的理论计算值为“修正值”,给出孔深18~930m深度范围共计6个测段的实测数据和“理论修正值”,结果表明,受系统柔度影响,随测试深度增加,最大水平主应力测试结果误差逐渐增加。当测试深度为930 m时,测量结果的相对误差为24.55%。研究结果可为相关工程应用中最大水平主应力测量结果误差问题提供参考,也为开展水压致裂地应力测量的误差分析,以及进一步提升测量结果的可靠性提供一种新的研究思路和技术途径。

关键词：岩石力学水压致裂法系统柔度重张压力最大水平主应力误差分析

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水压致裂法地应力测量常见误差与修正

铁道建筑 2020年第3期60卷 158-161页

作者：陈兴强中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院)

水压致裂法地应力测量在深埋长大铁路隧道等工程领域应用广泛,但不同技术人员对同一地区测量的结果差异明显。测量实例表明,压裂测量、印模定向试验和计算参数选取过程中会产生误差。误差产生的原因主要有压裂段落存在原生裂缝、原始测... 详细信息

水压致裂法地应力测量在深埋长大铁路隧道等工程领域应用广泛,但不同技术人员对同一地区测量的结果差异明显。测量实例表明,压裂测量、印模定向试验和计算参数选取过程中会产生误差。误差产生的原因主要有压裂段落存在原生裂缝、原始测量参数取值不合理等。通过压裂曲线特征判定压裂段岩芯是否完整、选择初始破裂压力较高的段落进行印模定向试验、选择压裂完全的循环读取破裂重张压力、选择拐点明显的循环读取瞬时闭合压力等措施可有效降低误差。本文推荐的处理措施可为工程勘察和设计提供更多翔实、可靠的地应力数据。

关键词：铁路隧道勘察设计现场试验地应力测量水压致裂法测量误差误差修正

水压致裂法在大巴山深埋隧道地应力测试中的应用

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建筑技术开发 2023年第4期50卷 103-105页

作者：宋志强袁磊四川金通工程试验检测有限公司成都610093

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... 详细信息

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。

关键词：地应力测试水压致裂法大巴山地区

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水压致裂法测量地应力的误差分析

水压致裂法测量地应力的误差分析

作者：郝天舒内蒙古科技大学

学位级别：硕士

随着科技的不断进步，综合技术的不断发展，人们越来越意识到在工程中，测量地应力的好处。地应力的测量对于工程中的安全和资源节省有着重要作用，现在已经成为我国矿山研究的重大课题。另外，测量地应力在研究自然灾害的领域也有着不... 详细信息

随着科技的不断进步，综合技术的不断发展，人们越来越意识到在工程中，测量地应力的好处。地应力的测量对于工程中的安全和资源节省有着重要作用，现在已经成为我国矿山研究的重大课题。另外，测量地应力在研究自然灾害的领域也有着不可忽略的地位，例如地震、山体滑坡、大规模群发性滑坡泥石流等地质灾害等的发生都与地应力相关。我们可以通过检测地应力的大小，进而去对容易发生地质灾害的地区进行灾害准备，有时，甚至可以进行灾害预测。所以有着重要的意义。本文主要的内容是针对水压致裂法对于在工程中应用时出现的一些问题进行研究，主要包括传统水压致裂法在含有有原生裂隙的测试段进行测量的方法研究，对于测量过程中对于如何选择可靠的参数进行了详细的解释，在三维水压致裂法的应用中，也提出了减小误差的办法，对于垂直方向上的应力问题，通过统计也给出了一个一般规律。本文通过运用含有原生裂隙的水压致裂法大大的提高的了测量的精度。对于三维水压致裂法的测量误差，本文在了解了其的原理上分析了它的可靠性，找到了它的适用情况，减小了误差的产生。对于何时垂直方向的地应力可以用上覆岩的自重来表示，本也通过总结，给出了大致的判别方法，对估算值的可靠性的猜测有一定的贡献。

关键词：水压致裂法垂直方向地应力三维水压致裂法

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水压致裂法在煤层巷道底鼓控制中的可行性

煤矿安全 2014年第12期45卷 179-182页

作者：李传森赵建忠王磊太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

为有效控制和解决漳村煤矿21#材料巷道的底鼓问题,试验取其一段为试验巷道,通过对其顶底板、两帮与煤柱的破坏关系分析,得到2105工作面的采动影响是造成试验巷道底鼓的主要原因,底鼓类型以挤压流动性底鼓为主。根据试验巷道的实际情况,... 详细信息

为有效控制和解决漳村煤矿21#材料巷道的底鼓问题,试验取其一段为试验巷道,通过对其顶底板、两帮与煤柱的破坏关系分析,得到2105工作面的采动影响是造成试验巷道底鼓的主要原因,底鼓类型以挤压流动性底鼓为主。根据试验巷道的实际情况,提出了采用水压致裂法控制巷道底鼓的方案,运用FLAC3D软件进行数值模拟显示,巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮位移量分别为35、35、16 cm,相比原有支护分别减小了68.2%、50.0%、64.4%,有效改善了巷道状况,说明水压致裂法是一种有效的控制巷道底鼓的方法。

关键词：采动影响巷道底鼓数值模拟水压致裂法底鼓控制

某工程区水压致裂法地应力测试及其分布特征研究

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现代隧道技术 2021年第4期58卷 163-169页

作者：徐干成袁伟泽李成学赵顺利朱永和中国人民解放军第93204部队北京100068 黄河勘测规划设计研究院有限公司郑州450003

为探明工程施工设计需要的地应力场分布情况,在工程区的A区和B区各开展了2个钻孔的水压致裂法地应力测试工作。试验结果表明:(1)测区地应力场状态以NW—NWW向挤压为主,其中A区和B区的最大水平主应力方向分别在N49°—57°W、N72°W附近... 详细信息

为探明工程施工设计需要的地应力场分布情况,在工程区的A区和B区各开展了2个钻孔的水压致裂法地应力测试工作。试验结果表明:(1)测区地应力场状态以NW—NWW向挤压为主,其中A区和B区的最大水平主应力方向分别在N49°—57°W、N72°W附近,表明两个区域的应力场具有统一性,但是由于地形地貌和构造作用的部分差异,造成两者的应力方向具有一定的差异性。(2)工程A区和B区的应力分布规律均满足SH>Sh>Sv,应力以水平构造应力为主。(3)应力场方向与周边区域接近,B区的应力集中现象与地形地貌具有较大关系,随着测试深度加深,B区和A区的应力差别逐渐减弱,且工程区的室内岩石试验结果进一步验证了应力场的分布规律。

关键词：工程勘察水压致裂法地应力分布规律室内岩石试验

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水压致裂法测试矿井软岩巷道地应力研究

煤炭科学技术 2012年第12期40卷 31-34页

作者：曾昭友河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 平顶山天安煤业股份有限公司一矿河南平顶山467011

为获取矿井深部地应力信息,揭示地应力特征及其随埋深的变化规律,采用水压致裂法对平煤一矿三水平下延主运输巷进行地应力测试,同时采用应变解除法对不同埋深的7条巷道的地应力进行实测,得出了该矿区地应力的分布特征。结果表明:深部开... 详细信息

为获取矿井深部地应力信息,揭示地应力特征及其随埋深的变化规律,采用水压致裂法对平煤一矿三水平下延主运输巷进行地应力测试,同时采用应变解除法对不同埋深的7条巷道的地应力进行实测,得出了该矿区地应力的分布特征。结果表明:深部开采后,矿井属于高地应力区,矿区最大主应力为31.70 MPa,最大主应力为近水平方向,主要受构造应力控制;3个主应力均与埋深呈近似线性增大关系,其中最大主应力的增加幅度最为显著,应力梯度为2.75 MPa/hm,据所得地应力分布情况,对巷道采取了科学合理的支护和加固措施,实现了矿井高应力区的灾害控制。

关键词：地应力深埋巷道水压致裂法构造应力

水压致裂法及其在深圳地区山岭隧道地应力测试中的应用

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水压致裂法及其在深圳地区山岭隧道地应力测试中的应用