【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石力学试验，尤其涉及一种地质层岩爆反演局部地应力方法。
技术介绍
1、随着地下工程的建设不断向深部发展，地下工程施工建设过程中岩爆灾害也更加突出。岩爆风险评估工作的开展对地下工程的选线、工程轴线方向的确定，以及施工阶段岩爆监测和应急预案的制定等都具有重要的参考作用。可靠的岩爆风险评估可以降低地下工程施工过程中岩爆灾害的风险以保证施工安全。
2、目前，地应力现场测试因为费用高、花费时间长而在洞内测试点数有限，提供的离散型数据大小与地质条件定性分析很多情况下存在一定出入，难以全部依赖在钻孔内放置传感器式的方式精确定量测试，且在复杂构造地质条件下与现场宏观判定有出入，实际数据大小不能保证完全有代表性。在地质构造影响下采用实际测试技术取得的地应力数据不准或者难以开展测试等方面存在明显的不足，亟待改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中地应力测试的实际测试数据不准或部分区域难以开展测试的缺陷，而提出的一种地质层岩爆反演局部地应力方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种地质层岩爆反演局部地应力方法，包括如下步骤：步骤一：观测岩爆坑方位和岩爆烈度等级；步骤二：根据岩爆坑方位计算获得最小和最大的主应力方向和倾角；步骤三：根据岩石密度ρ和埋深h获得垂向应力数值；步骤四：根据岩爆烈度和岩块抗压强度获得切向应力数值；步骤五：根据公式计算获得隧洞横剖面最大水平主应力数值；步骤六：将计算分析后的数据合成应
4、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，步骤二中最小主应力方向和倾角为洞壁上出现的岩爆坑给出其穿过隧道轴向的方位，最大主应力方向为与岩爆坑连面的法线方向，其中，空间方位为0°～360°，倾角为0°～90°。
5、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，步骤三中垂向应力σv的计算公式为σv＝λh＝ρgh，也即垂直的天然自重应力σv。
6、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，步骤四中切应力数值包括洞壁、水平构造应力和侧壁三部分。
7、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，洞壁切向应力σθ为：洞壁上r＝r0，侧压系数k＝σh/σv，其公式为σθ＝σv(1+2cos2θ)+σh(1-2cos2θ)，其中，σh为垂直洞轴的水平主压应力，单位为mpa。
8、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，在水平构造应力场作用下侧压系数k>1，极坐标下洞顶(θ＝90°)，洞底(θ＝-90°)的切向应力，其公式为σθ(90，-90)＝3σh-σv。
9、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，侧壁上的两个(θ＝0°，180°)的切向应力，其公式为σθ(0，180)＝3σv-σh，其中，侧压系数k＝0时，两个侧壁上切向应力最大。
10、作为专利技术提供的所述的地质层岩爆反演局部地应力方法的一种优选实施方式，步骤五中水平主应力σh即为公式中的σθ(90，-90)＝3σh-σv所获得的σh数值。
11、与现有技术相比，本专利技术提供了一种地质层岩爆反演局部地应力方法，具备以下有益效果：
12、本专利技术提高复杂地质条件下地应力获取的速度和便捷性，节省费用和时间，且可以有效解决在复杂构造地质条件下不利于展开操作采样的缺陷，保证与现场宏观判定的一致性，并尽量做到实际数据的大小切实反映出现场实际参数。
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1.一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤二中最小主应力方向和倾角为洞壁上出现的岩爆坑给出其穿过隧道轴向的方位，最大主应力方向为与岩爆坑连面的法线方向，其中，空间方位为0°～360°，倾角为0°～90°。
3.根据权利要求2所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤三中垂向应力σv的计算公式为σv＝λH＝ρgH，也即垂直的天然自重应力σv。
4.根据权利要求3所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤四中切应力数值包括洞壁、水平构造应力和侧壁三部分。
5.根据权利要求4所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，洞壁切向应力σθ为：洞壁上r＝R0，侧压系数k＝σH/σV，其公式为σθ＝σV(1+2cos2θ)+σH(1-2cos2θ)，其中，σH为垂直洞轴的水平主压应力，单位为MPa。
6.根据权利要求4所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，在水平构造应力场作用下侧压系数k&
7.根据权利要求4所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，侧壁上的两个(θ＝0°，180°)的切向应力，其公式为σθ(0，180)＝3σV-σH，其中，侧压系数k＝0时，两个侧壁上切向应力最大。
8.根据权利要求4或6所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤五中水平主应力σH即为公式中的σθ(90，-90)＝3σH-σV所获得的σH数值。
...【技术特征摘要】
1.一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤二中最小主应力方向和倾角为洞壁上出现的岩爆坑给出其穿过隧道轴向的方位，最大主应力方向为与岩爆坑连面的法线方向，其中，空间方位为0°～360°，倾角为0°～90°。
3.根据权利要求2所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤三中垂向应力σv的计算公式为σv＝λh＝ρgh，也即垂直的天然自重应力σv。
4.根据权利要求3所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，步骤四中切应力数值包括洞壁、水平构造应力和侧壁三部分。
5.根据权利要求4所述的一种地质层岩爆反演局部地应力方法，其特征在于，洞壁切向应力σθ为：洞壁上r＝r0，侧压系数k＝σh...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚彦军，池建军，滕杰，吴彤，孟庆森，荆理，邵鹏，闫晓石，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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