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武汉岩土所提出考虑应力张量相关性的三维初始地应力场数值反演新方法（图）
应力测量 岩石力学 地质
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2023/11/7
基于原位应力测量技术和数值模拟对目标区域的应力场进行反演预测，已成为大型深部地下工程建设中一项必备且重要的工作。然而现有诸多反演方法忽略了地表形貌、断层节理等复杂地质条件引起的自变量共线性问题；此外，传统方法将应力张量分解为独立的元素（张量分量或主应力量值和方向），用于评价实测与预测应力张量的相似性，评价时指标过多且存在矛盾等问题。
大型复杂深部地下工程中，由于地质条件复杂、测试成本高、现场测量条件有限，导致原位地应力测量数据有限，难以反映工程区域初始地应力场的宏观分布规律。初始地应力场数值反演指基于有限应力实测点与仿真地质模型，模拟重力与构造运动并叠加形成目标应力场的过程，是由点到场的反分析过程。目前，三维初始地应力场数值反演中的关键问题在于确定各反演自变量的权重系数，却忽略地表形貌、断层节理等复杂地质条件会强制扰动局部区域...
为准确获得桑珠岭隧址区初始地应力场分布规律，提出在岩爆区初始地应力场的二次反演方法。采用最小二乘法寻优准则对隧址区初始地应力场进行多元线性回归分析，利用叠加原理得到在一次反演下的初始地应力场；采用表面应力解除法测量隧道开挖后的洞壁二次应力，记录发生岩爆的部位并据此判断侧压力系数的大小，与在一次反演下相应位置的侧压力系数进行对比，如果两者都大于或者等于或者小于1，则以在一次反演下计算得到的侧压力系数...
综合论述水压致裂地应力测量理论和技术的发展过程，讨论基于推拉阀控制的单管加压系统或由外置式高压软管与钻杆组成的传统双管加压测试的水压致裂技术及适用条件。针对滇中引水工程勘察阶段大量采用绳索取芯钻探技术进行复杂地质条件地质勘探的实际情况，以绳索取芯钻杆条件的岩体地应力测试为研究对象，研究一种新型绳索取芯钻杆内置，并分段固定式双管水压致裂地应力测试方法，研发相应试验测试装置，对测试过程控制以及相应管道...
复杂地应力条件下聚能装药侵彻深部砂岩穿透深度研究
岩石力学 复杂地应力 聚能装药 穿透深度
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2018/4/26
针对深部砂岩承受着复杂高地应力的特点，探讨复杂地应力对聚能装药侵彻砂岩穿深的影响机制，提出复杂地应力条件下的穿深预测公式。基于砂岩的本构模型以及ALE算法，利用数值计算方法对聚能装药侵彻砂岩的穿深进行研究，探讨复杂地应力对射孔过程中孔洞形状以及砂岩材料能量的影响，进而对理论计算、数值分析及实验结果进行对比分析。研究结果表明，地应力对聚能装药侵彻砂岩穿透深度有显著的影响，垂直于射孔方向的地应力对穿透...
库车前陆盆地巴什基奇克组裂缝性致密砂岩储层埋藏深、厚度大、物性差、地应力强，复杂的储层特征导致地层电阻率随埋藏变深而异常升高，出现低阻气层和高阻水层，全井段应用统一的岩电参数计算含气饱和度会产生认识性错误。基于测井、测试资料及粒度、铸体薄片等实验资料，深入分析了储层物性、岩性、储集空间类型、流体类型、裂缝和水平主应力差对地层电阻率的影响，建立了随水平主应力差变化的胶结指数计算模型，提高了饱和度计算...
深部岩体地应力的测量对岩土力学与工程地质具有重要的意义。由于传统的地应力测试过程较为复杂，在深孔中更是难以实现，因此本文提出一种利用全景立体钻孔成像技术和受力状态下钻孔形态特征快速、有效、准确地确定地应力方向的测量方法。该方法利用基于双锥镜成像原理的全景立体钻孔成像技术获得钻孔孔壁同一位置不同视角的两幅立体像对图像，通过对像对图像构建钻孔孔径形态数值以刻画钻孔孔壁的几何形态特征。
山东地区地质构造环境十分复杂，历史上曾多次发生中强地震及强震。为深入了解该地区现今构造应力场特征及区域地壳应力积累水平，基于优化处理后的181组地应力实测数据，采用回归分析法全面分析了该地区地应力量值随深度的分布特征，并依据地壳应力积累理论，探讨了区域应力积累水平和地壳稳定性。结果表明，该地区地应力状态主要以?H＞?h＞?v型和?H＞?v＞?h型为主，应力状态类型与深度有一定关系；3个主应力?H，...
地应力对煤储层渗透性影响及其控制机理研究
地应力 煤层气储层 裂缝 煤层渗透率
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2018/8/6
针对地应力对煤储层初始渗透性及水力压裂裂缝扩展研究，从煤储层地应力状态影响因素、地应力对渗透率的影响规律及控制机理方面进行分析，总结了国内外地应力对煤储层渗透性影响规律及机制研究的最新进展。研究结果表明：煤储层地应力状态影响因素包括构造作用、埋藏深度和煤岩类型3个方面，其中构造作用和埋藏深度占据主导地位。目前捕获地应力大小多利用水压致裂法和物理试验测试，当前主要研究了现代地应力场特征、实验室模拟、...
为满足地应力精确测量和长期监测的技术发展要求，基于空心包体应变计地应力测量技术，通过对采集电路稳定性、完全温度补偿技术数字化及复杂环境下装备适应性进行研究，开发出具有瞬时采集、断电续采功能的前端数字化采集系统。基于温度自补偿技术及双温度补偿设计实现完全温度补偿技术在前端数字化型空心包体应变计地应力测量中的应用。室内标定试验和现场测试数据显示，双温度补偿技术对原温度补偿算法数据的修正量达到15%。采...
针对塔里木盆地致密气勘探开发中地应力测试需求，利用非弹性应变恢复(ASR)和钻井诱发裂缝(DITF)地应力测试方法，分析塔里木盆地7 km深部的地应力状态。研究表明：(1) SN-X井6 293～6 955 m深度范围内最大主应力近垂直，中间和最小主应力近水平，最大水平主应力方向在N E 51°～79°范围。(2) 在区域挤压构造环境下，塔里木盆地内部存在与碰撞造山后应力松弛或构造旋转逃逸引起的正...
为研究渤海海峡及周边表层、浅表层地应力分布规律的异同及区域应力积累程度，以通道中轴线上布设的5个浅钻水压致裂数据为基础，结合收集的周边区域深钻数据，建立了海峡处表层、周边区域浅表层应力参数随深度分布的离散点图，计算出了各参数与深度的回归公式，研究表明， 和 两个水平主应力与深度符合线性关系式， ， ， 三个侧压系数与深度符合双曲关系式， ， ， 三个比值参数与深度的双曲线关系不明显，总体上更接近于...
为了获得预选处置库区现今地应力的赋存特征，在该区花岗岩体内的4个深钻孔中采用水压致裂方法进行地应力测量。基于钻孔岩芯编录结果，在0～700 m深度范围内，成功取得地应力量值和最大水平主应力方向数据。依据获取的地应力实测资料，结合拜尔利定律和断层摩擦库伦准则，对预选区的地应力状态及断层活动性进行分析。结果表明：(1) 3个主应力随深度呈现出较好的线性关系；(2) 测试深度范围内，水平应力普遍高于垂向...
南海北部区域现今地应力场的状态和分布特征是进行海洋资源开发、地质环境和工程安全评价的主要参考依据，也是地球动力学研究的主要内容之一. 由于受到测量技术水平和自然条件等因素的影响，整个南海海域的地应力研究程度还比较低，有待于对该区域的地应力场的状态和控制因素进行较深入和细致的研究. 原地地应力测量是直接获取地壳浅表层现今主应力大小和方向特征的有效途径，同时利用海上油气田测井FMI资料能够有效地提取地...