基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:46062760 阅读:10 留言:0更新日期:2025-08-11 15:48
本发明专利技术提供一种基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法及装置,涉及地应力测量技术领域。该方法包括:获取不同钻孔走向的地应力场下原岩岩体波速数据;基于声弹性理论中波速与应力的关系,反推裂隙岩体波速与应力关系式中的未知参数,构建裂隙岩体波速与应力关系式;根据原岩岩体波速数据和裂隙岩体波速与应力关系式,通过钻孔应力状态反演方法,计算测量区域在x方向上的地应力值、y方向上的地应力值和z方向上的地应力值。采用本发明专利技术可提高基于波速的地应力测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地应力测量,特别是指一种基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法及装置


技术介绍

1、地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。它是引起地下岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力。开展地应力测量是了解一个地区的地应力状态的唯一方法,同时是开展围岩稳定性分析、岩石工程开挖设计和决策科学化的必要前提条件。经过数十年的发展,地应力测量技术已经开发水压致裂法、声发射法、套孔应力解除法和应力恢复法,其中,应力解除法和水压致裂法是目前使用最广泛的地应力测量方法。应力解除法核心技术是在井下钻取长度为巷道宽度4~6倍长度且孔径为100 mm的大孔,大孔孔底钻小孔并预埋应变计,钻孔后解除岩体所受约束,应变计记录应变变化,再通过理论计算恢复初始地应力状态。这种方法的测量精度高,但测量周期长,钻孔成本高,且后期应力解除过程中,钻孔技术要求高,设备极易损坏,有较高的失败率。水压致裂法基本原理是在钻孔内通过高压流体施加压力,使岩体发生裂隙扩展,通过测量裂隙形成的压力数据,结合岩石力学参数计算地应力大小。但要求地应力张量的一个方向必须与钻孔轴方向一致,工程上局限于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述S1的获取不同钻孔走向的地应力场下原岩岩体波速数据的步骤之前,还包括:

3.根据权利要求2所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述特定深度是指根据钻孔钻进位置,将钻孔深度分为两个部分,其中一部分是由巷道断面开始到大于4倍开挖直径记为D1以上,为扰动应力区记为D2;另一部分是位于 4~7倍开挖直径处,位于原岩区域,为测量区记为D0。

4.根据权利要求2所述的基于...

【技术特征摘要】

1.一种基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述s1的获取不同钻孔走向的地应力场下原岩岩体波速数据的步骤之前,还包括:

3.根据权利要求2所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述特定深度是指根据钻孔钻进位置,将钻孔深度分为两个部分,其中一部分是由巷道断面开始到大于4倍开挖直径记为d1以上,为扰动应力区记为d2;另一部分是位于 4~7倍开挖直径处,位于原岩区域,为测量区记为d0。

4.根据权利要求2所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征在于,所述竖直扇形布置是指垂直巷道走向方向,以巷道断面中心为圆心,向巷道顶部、底部以及水平钻孔,在水平和顶部钻孔之间,以巷道断面中心为圆心,每隔15°钻一个钻孔;

5.根据权利要求1所述的基于波速和应力相关性的裂隙岩体地应力测量方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:王培涛马驰高义军刘庆如荆国业冯献慧范兴旺张珂玮苟琦刘志旺马欣灵蔡美峰
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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