地应力测量方法选编.doc

地应力测量方法 目前，我所地应力测量主要采用四种方法进行，分别为基于钻孔的深孔套芯解除法、深孔水压致裂法和基于岩芯的差应变法、滞弹性恢复法。其中套芯法测试精度最高，水压致裂法次之，但套芯法测试周期长，建议根据项目需求选择合适地段进行测试。几种测试方法可以联合使用，综合比对各种方法的测试结果，最终确定测试钻孔的地应力状态及规律。 一、实验参数 ① 深孔套芯解除法 应变、弹性模量 ② 深孔水压致裂法 应力 ③ 岩芯的差应变法 声波波速、应力 ④ 岩芯的滞弹性恢复法 应变、时间 二、实验仪器设备及技术参数 ① 深孔套芯解除法 2006型-深孔套芯地应力测量仪是中国地质科学院地质力学研究所研制的深孔专用地应力测量仪（实物见图2和图3），包括井下专用空心包体探头和井下应变记录仪，另外还有配套的井下专用安装工具，在青藏铁路沿线、南水北调西线??西气东输等国家重大工程中得到应用。 图2 中国地质科学院地质力学研究所2006型-深孔套芯地应力测量仪 a b c 图3 井下应变记录仪（深孔型外壳为无磁不锈钢） a.井下应变记录仪操作面板；b.36Ф全应力测量探头;c. 井下应变记录仪分解图 KB-2006-J型井下专用空心包体探头，是我所获地质部科技成果一等奖的KX－81型空心包体全应力计的基础上改进发展的全应力测量探头，12个120Ω箔式应变片（三组90°、0°、±45°应变花，呈径向120°排列），一次测量即可获得该点的三维应力。水下胶为丙烯酸树脂或可水下低温固化的双组份环氧树脂两种，下井前配好，适应期2小时。 KB-12-J型深孔应变仪是超小型智能化数字仪器，是我所研制的钻孔专用定时记录式微型应变仪，采用目前最先进的msc1200微处理器芯片和Flash存贮器及独立知识产权的电子开关技术研制开发的技术先进、方便实用的智能数字应变仪。主要特点是： = 1 \* GB3 ①外壳采用高强度不锈钢和高强度钢化玻璃视窗，端面密封圈防水结构耐静水压40MPa； = 2 \* GB3 ②独立微功耗电子定时器，可按事先设定的时间定时启动主机，一次充电可在井下定时待机数月，连续采集工作时间＞20小时； = 3 \* GB3 ③1秒～12小时采集控制时间间隔； = 4 \* GB3 ④RS232C接口可以实现事后通讯，事后回访主机为PC机或笔记本电脑，简明快捷的人机对话窗口，利用主机或PC双向设置控制； = 5 \* GB3 ⑤理想实用的PC处理软件--多点曲线实时显示同时生成数据文件，σ-ε曲线自动生成。除此之外为满足不同用户需要还设计了功能丰富的隐含菜单。 主要技术指标 （1）精度：测量值的± 0. 1%±1个字； （2）分辩度：1个με； （3）量程: ±19999με； （4）供桥电压：2.4V或1.2V； （5）灵敏系数：0.001~999.999数字设置； （6）适用电阻应变片阻值:60Ω~1000Ω； （7）平衡方式：自动； （8）平衡范围：±6000με； （9）存贮空间：主机32K字节；当实时通讯时为海量存贮； （10）通信方式：定时和事后传输； （11）采集速率：1秒/点； （12）测量点数：16； （13）软件操作平台：Windows98/2000/XP系统； （14）软件特性:曲线显示/文件存贮/σ-ε曲线生成等功能; （15）电源：DC6V; （16）体积重量：Ф55×280 mm,重约2.5Kg; （18）工作环境：0℃-85℃，井下1000米以内。 ② 深孔水压致裂法 2007型-深孔水压致裂地应力测量系统是中国地质科学院地质力学研究所研制的深孔专用地应力测量设备，包括高压泵、数据采集器、工控机、封隔器、印模器、拉推开关、高压管道、定向器、压力表、压力传感器、转接头及辅助设备，在水电、铁路隧道、矿山、油田等领域的国家重大工程中得到广泛应用（现场测试见图4）。 主要技术指标 （1）精度：0.1MPa； （2）分辩度：1MPa； （3）压力表量程: 100MPa； （4）高压泵供电电压：6KW； （5）通信方式：定时传输； 图4 SY-2007封隔器安装测试现场 （6）数采采集速率：100次/秒； （7）软件操作平台：Windows98/2000/XP系统； （8）软件特性:曲线显示/文件存贮/σ-t曲线生成等功能; （9）单体积重量：小于80Kg; （10）工作环境：0℃-100℃，井下2500米以内。 ③ 岩芯的差应变法 岩芯差应变压力容器是中国地质科学院地质力学研究所研制的岩芯差应变地应力测量仪器，与地质力学研究所古地磁实验室的美制立式2G－755R超导磁力仪、美制TD－48热退磁炉