应力测量原理与技术教学课件PPT.pptx

,地应力测量原理与技术,主讲人：季明,中国矿业大学本科教学,7,矿山岩石力学,7,矿山岩石力学,本章学习内容,7.1 岩体中的自重应力与构造应力 7.2 地应力分布的基本规律 7.3 地应力的直接测量法 7.4 地应力的间接测量法,7,矿山岩石力学,本章学习内容,岩石是地球表层的物质在漫长的地质年代里由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应，这种应力称为地应力。它是地壳应力的统称。岩石中的内应力是在不断变化的应力效应作用下产生和保存的在一定时间和一定地区内地壳中的应力状态是各种起源和特性的综合作用的结果。岩体中存在地应力是客观事实，因此研究岩石内部的应力状态无疑对岩石工程来说是十分重要的。,7,矿山岩石力学,本章学习内容,研究岩石应力状态的目的在于正确认识岩石的力学性能，阐明围岩的破坏机理，充分利用和发挥围岩的自承能力使工程设计更加合理安全和经济。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,基本概念 （1）地应力： 英语名称：virgin stress of rock (rock mass) initial stress of rock (rock mass) 指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。也称原岩应力、初始应力。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,基本概念 （2）原岩： 英文名称：virgin/initial rock 指未受采掘影响的天然岩体。 （3）原岩应力场： 英文名称：virgin/initial stress field of rock 指原岩应力在岩体内的分布。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,基本概念 （4）自重应力： 英文名称：gravity stress 指由于上覆岩层重力引起的应力。也称岩重应力。 （5）构造应力： 英文名称：tectonic stress 指由于地壳构造运动在岩体中形成的应力。也称岩重应力。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,魏格纳大陆漂移说（1910）,2亿年前的地球,5000万年前的地球,1亿年前的地球,1.7亿年前的地球,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,图中国板块主应力迹线图,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,图7-1 岩块所在位置及其应力状态,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,地应力形成主要与地球的各种动力运动有关，包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入、地壳非均匀扩容等。 温度不均匀、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。 构造应力和重力应力是地应力的主要组成部分。由于原岩应力场是分析开采后空间周围应力重新分布的基础，因此下面对自重应力与构造应力作重点的分析。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,垂直自重应力： 水平自重应力： 金尼克假说： 海姆假说（静水应力状态假说）,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,自重应力的特点： （1）普遍存在； （2）与埋藏深度成正比关系； （3）与上覆岩层容重成正比关系。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力 根据自重而确定的原岩应力场，由于水平应力是被动的，所以值不能超过1。但在实际测定中，发现有些地区岩体内的水平应力远大于垂直应力。 此外，在实践中还发现，在地质褶曲带，岩层发生扭转的地方、断层附近，以及背、向斜部位都有剧烈应力变化的情况。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力的特点： （1）以水平压应力为主； （2）分布不均匀； （3）具有明显方向性； （4） max min （5）在坚硬岩层中出现较普遍。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力的判别方法： （1）静水应力场与非静水应力场判别： （2）最大构造主应力作用方向的判别： 看巷道顶底、或不同方向巷道的破坏情况。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力的判别方法： （）静水应力场与非静水应力场判别。如果方位不同的单一水平巷道的周边上，岩石破坏的程度不同，而且其破坏主要发生在巷道顶板，或者主要在巷道两帮。这种情况说明，岩体巾的应力呈非静水状态分布。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力的判别方法： （）最大构造主应力作用方向的判别。如果已经确定应力是非静水应力分布则要进一步确定最大压应力是作用在接近垂直的方向还是作用在接近水平的方向。为此，可对未支护的垂直巷道，如暗井、溜眼等进行观察和调查。如果整个周边的岩石稳定性相同则最大主压应力方向可能是垂直的。否则最大主压应力方向就是水平的。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,构造应力的判别方法： 在确定最大主压应力是作用在水平方向以后为了近似地确定这个方向的方位，在水平主压应力比较大的情况下可根据垂直巷道中出现定向脆性破坏的资料，来确定水平主压应力的大致方位。此外，还可利用环形水平巷道(如车场等)的调查资料来判别水平方向最大主压应力的方位：一股来说当巷道走向与最大主压应力方向一致时顶板岩石不发生破坏或破坏很小而在与这个应力方向垂直的巷道中顶板呈现出强烈的破坏。,7,矿山岩石力学,7.1 岩体中的自重应力与构造应力,根据上述可知尽管不能认为地壳内的水平压应力到处都会超过垂直应力但可以肯定，在地质构造复杂的地区地下岩体除受自重应力作用外还可能受到构造应力场的作用。因此，只有在地质构造比较简单的地区，才能只考虑自重应力的作用而不考虑构造应力。需要指出的是，在地质构造复杂的地区构造应力的作用常常是巷道难以维护的重要原因。构造应力场目前只能通过观测或用统计方法进行研究.,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 1、地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场它是时间和空间的函数。地应力在绝大部分地区是以水平应力为主的三向不等压应力场。三个主应力的大小和方向是随着空间和时间而变化的，因而它是个非稳定的应力场。地应力在空间上的变化，小范围来看是不断变化的，但就某个地区来讲，地应力的变化不大。在地震活动频繁的地区，地应力的大小和方向随时间变化明显。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 2、实测垂直应力基本等于上层岩层的重量。,图7-3 世界各国垂直地应力变化规律 (e.hoek, e.t.brown),7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 2、实测垂直应力基本等于上层岩层的重量。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 在世界多数地区并不存在真正的垂直应力，即没有一个主应力的方向完全与地表垂直。但在绝大多数测点都发现确有一个主应力接近于垂直方向，其与垂直方向的偏差不大于20。这一事实说明，地应力的垂直分量主要受重力的控制，但也受到其它因素的影响。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 （3）水平地应力普遍大于垂直地应力。总结目前全世界地应力实测的结果，说明在浅层地壳中平均水平应力也普遍大于垂直应力。垂直应力在多数情况下为最小主应力较少数情况下为中间主应力只在个别情况下为最大主应力。这再次说明，水平方向的构造运动如板块移动、碰撞对地壳浅层地应力的形成起控制作用。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 （）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律,图7-4 世界各国平均水平主应力与垂直应力的比值随深度变化的规律图,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 （）最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。 stephansson方程： 最大水平主应力： 最小水平主应力：,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 （）最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,浅部地壳应力分布的一些基本规律 （）地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构持征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,高地应力区的若干特征 （1）岩芯饼化与地应力差有关。 饼状岩芯即钻探时取得的岩芯呈烧饼状，一片片地破坏。 （2）地下峒室施工过程中出现岩爆、剥离。 我国最大的煤与瓦斯突出：1975年发生在重庆天府三汇坝一矿，突出煤岩12780 t，瓦斯1400万m3。 （3）隧洞、巷道、钻孔的缩径现象。 隧道、巷道、钻孔的缩径现象，即严重变形现象，是软岩流变或柔性剪切破坏的结果。,7,矿山岩石力学,7.2 地应力分布的一些基本规律,高地应力区的若干特征 （4）边坡上出现错动台阶 在边坡内存在有软弱夹层时，软弱夹层的强度低、变形大，因而当开挖到软弱夹层界面时，下部岩石变形小，而上部岩层变形大，从而出现了间距为l的台阶，这一错台现象可由图77的力学模型来表示，图中为软弱夹层上覆连续岩层厚度，t为软弱岩层的抗剪强度。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力测量,地应力测量的基本原则和方法 基本原则: （1）点测量原则； （2）尽量少扰动原则； （3）测点数量充足原则。,7,矿山岩石力学,地应力测量的基本原则和方法 主要方法: （1）直接测量法：由仪器直接测量和记录各种应力量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。在计算过程中并不涉及不同物理量的相互换算，不需要知道岩石的物理力学性质和应力应变关系。 扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法是实际测量中较为广泛应用的四种直接测量法。,7.3 地应力测量,7,矿山岩石力学,地应力测量的基本原则和方法 主要方法: （2）间接测量法：是借助某些传感元件或某些媒介，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、渗透性、吸水性、电磁、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公式计算出岩体中的应力值。 在间接测量法中，为了计算应力值，首先必须确定岩体的某些物理力学性质以及所测物理量和应力的相互关系等。,7.3 地应力测量,7,矿山岩石力学,地应力测量的基本原则和方法 地应力测量技术发展概况 1932年，美国劳伦斯（r.s.lieurace)在胡佛水坝下一个隧道中首次成功进行地应力的测量。 20世纪60年代中期出现三维地应力测量技术。代表成果：南非三轴孔壁应变计、澳大利亚三轴空心包体应变计、美国水压裂法。 目前地应力测量的最大深度已经超过5000m。,7.3 地应力测量,7,矿山岩石力学,地应力测量的基本原则和方法 地应力测量技术发展概况 中国：1964年武汉岩土力学研究所在湖北大冶进行首次地应力测量；1966年在河北上尧县建立第一个地应力观测站；1980年在河北易县首次进行水压致裂应力测量。地应力测量最多的是地震、水利水电、采矿部门。,7.3 地应力测量,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,扁千斤顶法 扁干斤顶又称“压力枕”，由两块薄钢板沿周边焊接在一起而成。在周边处有一个油压入口和一个出气阀。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,扁千斤顶法 测量步骤： 1、准备测面，安装二个测量柱，并用微米表测其距离； 2、在与两测柱对称的中间位置向岩体内开挖一个垂直于测量柱连线的扁槽槽的大小、形状和厚度需和扁千斤顶相一致。一般槽的厚度为50 mm，由盘锯切割而成。由于扁槽的开挖，造成局部应力释放并引起测量柱之间距离的变化测量井记录这一变化。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,扁千斤顶法 测量步骤： 3、装扁千斤顶；将扁千斤顶完全塞人槽内必要时需注浆将扁千斤顶和岩石胶结在一起，然后用电动或手动液压泵向其加压。随着压力的增加两测量柱之间的距离办增加。当两测量柱之间的距离恢复到扁槽开挖前的大小时停止加压，记录下此时扁千斤顶所示的压力。该压力称为“平衡应力”或“补偿应力”等于槽开挖前表面岩体中垂直于扁千斤顶方向即平行于两测量柱连线方向的应力。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,扁千斤顶法 特点： （1）一维测量方法； （2）只能在井巷开挖表面进行，测量的非原岩应力场，而是受采动扰动的再生应力场（采动应力）； （3）以完全线弹性理论为基础。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,刚性包体应力计法 刚性包体应力计的主要组成部分是个由钢、铜合金或其他硬质金属材料制成的空心圆柱。在其中心部位有一个压力传感元件。测量时首先在测点打一钻孔，然后将该圆柱挤压进钻孔中，以使圆柱和钻孔保持紧密接触。理论分布表明，位于一个无限体中的刚性包体，当周围岩体中的应力发生变化时，在刚性包体中会产生一个均匀分布的应力场，该应力场的大小和岩体中的应力变化之间存在一定的比例关系。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,刚性包体应力计法,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,刚性包体应力计法 根据刚性包体中压力测试原理的不同刚性包体应力计可分为液压式应力计、电阻应变片式应力计压磁式应力计、光弹应力计、钢弦应力计等几种。如下图所示是一种液压式应力计的结构示意图在该应力计的中心槽中装有油水混合液体，端部有一个薄膜。钻孔周围岩体中的压力发生变化时引起刚性包体中的液压发生变化该变化被传递到薄膜上，并由粘贴在该薄膜上的电阻应变片将这种压力变化测量出来。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,刚性包体应力计法,液压式应力计示意图,刚性包体应力计具有很高的稳定性，但只能测量垂直于钻孔平面的单向或双向应力变化情况，无法测量原岩应力,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法 水压致裂法在20世纪50年代被广泛应用于油田，通过在钻井中制造人工的裂隙来提高石油的产量。哈伯持)和威利斯在实践中发现了水压致裂致隙和原岩应力之间的关系。这一发现又被负尔赫斯待和海姆森用于地应力测量。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法,图7-11 水压致裂应力原理,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法 从弹性力学理论可知当一个位于无限体中的钻孔受到无穷远处二维应力场( 1 , 2 )的作用时离开钻孔端部一定距离的部位处于平面应变状态。在这些部位钻孔周边的应力为：, =,钻孔周边的切向应力和轴向应力,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法,图7-12 水压致裂应力测量系统示意图 1.记录仪 2.高压泵 3.流量计 4.压力计 7.高压钢管 6.高压胶管 7.压力表 8.泵 9.封隔膜 10.压裂段,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法,图7-13 水压致裂试验压力-时间、流量-时间曲线图,2、测量步骤： a 钻孔，封隔加压段； b 多循环注水测压； c 封隔器卸压，回撤仪器； d 测量压裂裂隙和天然裂隙位置、方向。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,水压致裂法,3、特点分析： （1）是一种二维应力测量方法，只能测垂直于钻孔平面内的最大主应力和最小主应力的大小和方向； （2）以岩石连续、均匀和各向同性假设为条件，适用于完整脆性岩石中； （3）能够测量深部应力。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,1、测量原理 材料在受到外载荷作用时，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，发生声响，称为声发射。 多晶金属的应力从其历史最高水平释放后，再重新加载，当应力未达到先前最大应力值时、很少有声发射产生，而当应力达到和超过历史最高水平后，则大量产生声发射，这一现象叫做kaiser效应。从很少产生声发射到大量产生声发射的转折点称为kaiser点，该点对应的应力即为材料先前受到的最大应力。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,1、测量原理 实验证明，岩石也具有kaiser效应。所以kaiser效应为测量岩石应力提供了一个途径，即如果从原岩中取回定向的岩石试件，通过对加工的不同方向的岩石试件进行加载声发射试验，测定凯泽点，即可找出每个试件以前所曾受到的最大应力，并进而求出取样点的原始(历史)三维应力状态。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,2、 试件制备 从现场钻孔提取岩石式样，式样在原环境状态下应力的方向必须确定。为了确定测点的三维应力状态必须在该点的岩样中沿六个不同方向制备试件。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,图7-14 声发射监测系统框图 1,2.上下压头；3,4.换能器a,b；5,6.前置放大器a,b； 7,8.输入鉴别单元a,b; 9.定区检测单元； 10,11.计数控制单元a,b； 12 压机油路压力传感器；13.压力电信号转换仪表；14.三笔函数记录仪,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,3、测量步骤： （1）试件准备：测三维应力状态，须沿6个方向制备试件，每个方向1525块。 （2）声发射测试：加载速率恒定。 （3）计算地应力：,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法,图7-15 应力-声发射事件试验曲线图,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法 4、计算地应力 由声发射监测所获得的应力声发射事件数曲线，即可确定每次试验的凯泽点，并进而确定该试件轴线方向先前收到的最大应力值。由个试件可获得一个方向的统计结果，六个方向的应力值即可确定取样点的历史最大三维应力的大小和方向。,7,矿山岩石力学,7.3 地应力的直接测量法,声发射法 5、特点分析： （1）最大历史应力与地应力； （2）不能测定比较软弱疏松岩体中的应力。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法 套孔应力解除法是发展时间最长，技术上比较成熟的一种地应力测量方法。 在测定原岩应力(绝对应力)的适用性和可靠性方面，目前还没有哪种方法可以和应力解除法相比。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法 目前，应力解除法已形成一套标准化的测量程序，具体步骡如下:,第一步：从岩体表面。一般是从地下巷道、隧道、硐室或其他开挖体的表面向岩体内部打大孔，直至需要测量岩体应力的部位。大孔直径为下一步即将打的用于安装探头的小孔直径3倍以上。大孔深度为巷遁、隧道或已开挖硐室跨度的25倍以上，从而保证测点是在未受岩体开挖扰动的原岩应力区。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法,第二步：从大孔底打同心小孔，供安装探头用，小孔直径由所选用的探头直径决定，般为一38mm。小孔深度一般为孔径的10倍左右，以保证小孔中央部位处于平面应变状态。小孔打完后需放水冲洗小孔，保证小孔没有铁屑和其他杂物。为此，钻孔需上倾度。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法,第三步：用一套专用装置将测量探头如孔径变形计、孔壁应变计等安装(固定或胶结)到小孔中央部位。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法,第四步：用第一步打大孔用的薄壁钻头继续延深大孔从而使小孔周围岩芯实现应力解除由于应力解除引起的小孔变形或应变由包括测试探头在内的量测系统测定并通过记录仪记录下来。根据测得的小孔变形或应变通过有关公式即可求出小孔周围的原岩应力状态。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,套孔应力解除法,从理沦上讲，不管套孔的形状和尺寸如何，套孔岩芯中的应力都将完全被解除。但是，若测量探头对应力解除过程中的小孔变形有限制或约束，它们就会对套孔岩芯中的应力释放产生影响，此时就必须考虑套孔的形状和大小。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,切槽局部应力解除法,本节切槽局部应力解除法只能实现测点的部分应力解除。具体步骤： (1)向岩体内部打直径为96mm的钻孔，直到需要测定应力的部位，若有现成钻孔可利用则测试成本将更低。 (2)将一个包含金刚石锯片和切向(周向)应变传感器的装置预先固定在钻孔中需测应力的部位。 3)利用风动压力将切向应变传成器预压固定在孔壁上非常取近切槽的部位，然后驱动锯片在孔壁上开出径向槽，即该槽和钻孔中心位于同一平面内，以便使该槽附近岩体实现应力解除。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,切槽局部应力解除法,(4)为了确定测点垂直于钻孔轴线平面内的应力状态，至少要在三个不同方位进行这样的切槽测量试验。由弹性力学的一般公式即可计算出切向应变传感器所在的垂直于钻孔轴线的平面内的二维应力状态。 (5)要确定测点的三维应力状态，必须打交汇于测点的三个互不平行的钻孔，进行上述割槽解除试验。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,非弹性应变恢复法,非弹性应变恢复法在某种程度上是应力解除法的延伸。沃伊特等人认为由应力解除引起的岩芯的变形由两部分组成一是弹性部分，它是在应力解除的瞬间完成的：另一部分是非弹性部分它要经历一个相当长的时间才能完成非弹性恢复应变和总的恢复应变成正比主非弹性快复应变的方向和原岩主应力方向相一致。同时，如果岩石是均质和线黏性的，且其泊松比已知，并不随时间而变化而且自重是一个主应力，那么由测得的主非弹性恢复应变的大小即可计算出原岩应力的大小。具体步骡如下：,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,非弹性应变恢复法,(1)从钻孔岩芯中采集试样，采样工作在岩芯到达地表的很短时间内即完成，试样需标明在地下的原始方位，并用密封材料包好、以防水分蒸发。 (2)将试样置于恒温恒湿环境中。对每一试样用三个弹簧加压夹紧约变形计测量直径方向的位移三个变形计相互间隔45度。分辨率为1um。如果试样采集自垂直钻孔中由测得的三个直径方向的应变可确定水平面内的两个主应变。轴向位移由固定于试祥表面的平行干试样轴线方向的位移计监测每隔1小时测量一次位移数据同时记录试祥的温度变化。,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,非弹性应变恢复法,(3)对完成了全部非弹性恢复应变的试样进行温度标定试验，以确定试祥在相应方向由温度引起的膨胀率。一般全部非弹性恢复应变在40小时左右完成。 (4)由经过温度修正的非弹性恢复应变值根据下列公式计算原岩主应力值：,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,地球物理探测法,1、声波观测法 从20世纪60年代切开始声波法即用于测量岩体中的应力状态。这种方法是基于这样的现象即声波特别是纵波的传播速度和振幅随岩体中的应力状态而定量地变化。测量步骤如下： (1)选择岩性、结构较为简单的地段取某一点作为声波发射点； (2)以发射点为中心，在其周围不同方向布置接受点，组成监测网。 (3)使用微爆破、机械振动或其他专用仪器向岩体中发出声波,并在各接受点使用仪器(如声岩仪)接受声波：,7,矿山岩石力学,7.4 地应力的间接测量法,地球物理探测法,1、声波观测法 (4)测量发射点至各接受点的声波传播速度，绘制如图717所示的速度椭圆，椭圆长、短轴的方向即代表了岩体中最大和最小主应力的方向。 (5)使用合理的方法对声波传播速度和地应力大小之间的关系进行标定试验根据标定结果由测得的速度椭圆确定岩体中的应力