第11、12次课 第6章 地应力及其测量

1、2第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 一、工程岩体分类的目的一、工程岩体分类的目的二、工程岩体分类的影响因素二、工程岩体分类的影响因素三、工程岩体分类的原则三、工程岩体分类的原则四、工程岩体代表性分类四、工程岩体代表性分类3 3第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 一、工程岩体分类的目的一、工程岩体分类的目的岩石结构面岩体岩体种类繁多结构复杂岩石工程编制定额、设计、施工岩体质量进行评价适合的参数或采取技术措施选择岩体工程稳定性满足影响分类目的一：目的二：目的三：4 4第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 二、工程岩体分类的影响因素二、工程岩体分类的影响因素结构面特性结构面特性岩石

2、物理力学特性岩石物理力学特性地应力地应力施工条件施工条件风化程度风化程度工程规模工程规模考虑考虑因素因素5第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 三、工程岩体分类的原则三、工程岩体分类的原则确定分类的目的和适用对象确定分类的目的和适用对象1分类应该是定量的分类应该是定量的2分类的级数应合适分类的级数应合适3 分类方法与步骤应简单明了分类方法与步骤应简单明了4 根据适用对象，选择考虑因素56第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 四、工程岩体代表性分类四、工程岩体代表性分类1 1、按岩石的质量指标、按岩石的质量指标RQDRQD分类分类2 2、按岩体结构类型分类、按岩体结构类型分类3 3、我国

3、工程岩体分级标准、我国工程岩体分级标准4 4 、岩体地质力学分类（、岩体地质力学分类（CSIRCSIR分类）分类）1 1、按岩石的质量指标、按岩石的质量指标RQDRQD分类分类（Rock Quality Rock Quality DesignationDesignation）10cm10cm)100%RQDL以上(含岩芯累计长度钻孔总长第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 2 2、按岩体结构类型分类、按岩体结构类型分类完整程度完整程度结构面特征结构面特征岩块单轴强度岩块单轴强度考虑因素考虑因素2 clmlVVK结构面类型和抗剪强度参数结构面类型和抗剪强度参数饱和单轴抗压强度值饱和单轴抗压强

4、度值3 3、我国工程岩体分级标准、我国工程岩体分级标准 我国工程岩体分级标准GB50218-94提出两步分级法： 第第5 5章章 工程岩体分类工程岩体分类 按岩体的基本质量指标BQ进行初步分级按修正后的BQ值进行详细分级对对BQBQ值进行修正值进行修正地应力地应力地下水地下水结构面结构面第第6 6章章 地应力及其测量地应力及其测量学习指导：学习指导： 主要介绍岩石的初始应力概念，包括自重主要介绍岩石的初始应力概念，包括自重应力和构造应力，介绍了初始应力的量测方法应力和构造应力，介绍了初始应力的量测方法及原理，包括扁千斤顶法和应力解除法等。及原理，包括扁千斤顶法和应力解除法等。重重 点点o 岩体

5、的初始应力概念与意义岩体的初始应力概念与意义o 岩体初始应力的测量方法岩体初始应力的测量方法6.1 6.1 地应力的成因与分布规律地应力的成因与分布规律o 一、一、 地应力测量的必要性地应力测量的必要性a a 概念：概念：地应力地应力是存在于地层中的未受工程扰动的是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。应力。一般习惯把地应力分为一般习惯把地应力分为自重应力场自重应力场和和构造应力场。构造应力场。 自重应力自重应力: :由上覆岩体的自重所引起的应力；由上覆岩体的自重所引起的应力； 构造应力构造应力: :地层中由于过去

6、地质构造运动产生和现地层中由于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的应力，地质作用残存的应力。在正在活动与变化的应力，地质作用残存的应力。b b 重要性：重要性： 决定洞室布置的决定性因素之一。稳定决定洞室布置的决定性因素之一。稳定性分析的重要参数。性分析的重要参数。1)1)它是引起各种地下或露天岩石开挖工程变形和破坏的它是引起各种地下或露天岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力根本作用力。2)2)传统的岩石工程的开挖设计和施工的传统的岩石工程的开挖设计和施工的经验类比法有局限性经验类比法有局限性。 小规模和地表小规模和地表的岩石工程，经验类比的方法往往是有效的。的岩石工程，经验类比的方法往往

7、是有效的。 大规模和深部大规模和深部的岩石工程，经验类比法有不足。的岩石工程，经验类比法有不足。 3)3) 是是岩石工程数值分析岩石工程数值分析方法计算分析的必要前提条件。方法计算分析的必要前提条件。4) 4) 地应力地应力应用领域广泛应用领域广泛。o 对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究等具料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究等具有重要意义。有重要意义。一、一、 地应力测量的必要性地应力测量的必要性一、一、 地应力测量的必要性地应力测量的必要性c c 地

8、应力分布理论：地应力分布理论：1 1）海姆假设：）海姆假设：（首次提出了地应力的概念，静水首次提出了地应力的概念，静水压力假设）压力假设） 海姆假说：海姆假说：在岩体深处的初始垂直应力与其上覆岩体的重量成在岩体深处的初始垂直应力与其上覆岩体的重量成正比，而水平应力大致与垂直应力相等。正比，而水平应力大致与垂直应力相等。2 2）金尼克假设：）金尼克假设：（弹性力学假设）弹性力学假设） ， 式中，式中， 为上覆岩层的柏松比。为上覆岩层的柏松比。修正了海姆的静水压力假设，认为地壳中垂直应力等于上覆岩修正了海姆的静水压力假设，认为地壳中垂直应力等于上覆岩层重量，而水平应力是泊松效应的结果。层重量，而水

9、平应力是泊松效应的结果。HvhHvHh1Hh13 3）李四光：）李四光：在在构造应力的作用构造应力的作用仅影响地壳上层一定厚仅影响地壳上层一定厚度的情况下，水平应力分量的重要性远远超过垂直应力度的情况下，水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量。分量。4 4）哈斯特：）哈斯特：地应力测量发现存在于地壳上部的地应力测量发现存在于地壳上部的最大主最大主应力应力几乎处处是几乎处处是水平或接近水平水平或接近水平的，从根本上动摇了地的，从根本上动摇了地应力是静水压力的理论和以垂直应力为主的观点。应力是静水压力的理论和以垂直应力为主的观点。 5 5）进一步研究：）进一步研究：重力作用和构造运动是引起地应力

10、的重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因，其中尤以主要原因，其中尤以水平方向的构造运动水平方向的构造运动对地应力的形对地应力的形成影响最大。当前的应力状态主要由成影响最大。当前的应力状态主要由最近一次的构造运最近一次的构造运动动所控制，但也与历史上的构造运动有关。所控制，但也与历史上的构造运动有关。一、一、 地应力测量的必要性地应力测量的必要性c c 地应力分布理论：地应力分布理论：二、二、 地应力的成因地应力的成因o 1 1）大陆板块边界）大陆板块边界 受压引起的应力场受压引起的应力场 主要与地球各种动力运动主要与地球各种动力运动过程有关过程有关. .其中包括其中包括: :板块板块边界受压

11、、地幔热对流、边界受压、地幔热对流、地心引力、岩浆侵入、地地心引力、岩浆侵入、地温梯度、地表剥蚀作用。温梯度、地表剥蚀作用。二、二、 地应力的成因地应力的成因2 2）地幔热对流引起的应力场）地幔热对流引起的应力场 由硅镁组成的地幔因温度由硅镁组成的地幔因温度很高，具有可塑性，并可以上很高，具有可塑性，并可以上下下对流和蠕动对流和蠕动。当地幔深处的。当地幔深处的上升流到达地幔顶部时，就分上升流到达地幔顶部时，就分为两股方向为两股方向相反的平流相反的平流，经一，经一定流程直到与定流程直到与令一对流圈令一对流圈的反的反向平流相遇，一起向平流相遇，一起转为下降流转为下降流回到地球深处，形成回到地球深处

12、，形成封闭的循封闭的循环体系环体系。地幔热对流引起地壳。地幔热对流引起地壳下面的下面的水平切向力水平切向力。二、二、 地应力的成因地应力的成因3 3）由地心引力引起的应力场）由地心引力引起的应力场 由地心引力引起的应力由地心引力引起的应力场称为场称为重力应力场重力应力场。重力。重力应力场是各种应力场中唯应力场是各种应力场中唯一一可以测量可以测量的应力场。的应力场。垂直应力垂直应力：平均容重，平均容重，KN/mKN/m3 3H H总深度（总深度（m m） 图图 岩体自重垂直应力岩体自重垂直应力HG 二、二、 地应力的成因地应力的成因4 4）岩浆侵入引起的）岩浆侵入引起的应力场应力场 岩浆倾入岩浆

13、倾入挤压、冷挤压、冷凝收缩和成岩凝收缩和成岩，均在周，均在周围底层产生相应的应力围底层产生相应的应力场。场。 与上述三种应力场与上述三种应力场不同，由岩浆侵入引起不同，由岩浆侵入引起的应力场是一种的应力场是一种局部应局部应力场。力场。二、二、 地应力的成因地应力的成因5 5）地温梯度引起的应力）地温梯度引起的应力随埋深增加，地温增高，岩体性质改变而产生附加应力随埋深增加，地温增高，岩体性质改变而产生附加应力。 一般地温梯度：一般地温梯度： 岩体的体膨胀系岩体的体膨胀系数：数： ，岩体弹模，岩体弹模E=10E=104 4MPaMPa；地温梯度引起的温地温梯度引起的温度应力约为：度应力约为： zM

14、PazMPaEzT003.0101003.045 z-z-深度深度/m/m。随埋深增加，地温增高，岩体性质改变而产生附加应力。随埋深增加，地温增高，岩体性质改变而产生附加应力。温度应力是同深度的垂直应力的温度应力是同深度的垂直应力的1/91/9，并呈静水压力状态。，并呈静水压力状态。-510 100/3mC二、二、 地应力的成因地应力的成因6 6）地表剥蚀产生的应力场）地表剥蚀产生的应力场 地壳岩体因为风化、侵蚀、雨水冲刷搬运而产生地壳岩体因为风化、侵蚀、雨水冲刷搬运而产生剥蚀作用剥蚀作用，使得岩体内产生颗粒的，使得岩体内产生颗粒的结构变化结构变化和和应力松弛应力松弛产生产生水平应力场水平应力

15、场。三、地应力分布的一般规律三、地应力分布的一般规律1 1）地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时）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。间和空间的函数。区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点的初始应力又有很大差区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点的初始应力又有很大差别，主要是由地质因素造成的。别，主要是由地质因素造成的。孤立山体：孤立山体：岩体自重起主导作用，岩体自重起主导作用，V V H H陡峭河谷陡峭河谷：底部出现应力集中，最大主应力与河谷轴近似垂直。如二底部出现应力集中，最大主应力与河谷轴近似垂直。如二滩水电站处于河谷地段的应力集中范围达滩水电

16、站处于河谷地段的应力集中范围达500m500m，深度，深度250m250m断裂带：断裂带：残留较大构造应力。如云南鲁布革电站工程中岩体最大主应残留较大构造应力。如云南鲁布革电站工程中岩体最大主应力与断层走向近似垂直，积聚于上盘岩体中。力与断层走向近似垂直，积聚于上盘岩体中。地壳表面剥蚀：地壳表面剥蚀：垂直应力减少，近地表处，垂直应力减少，近地表处，H H V V此外，地震活跃地区，初始应力大小和方向还随时间而变化。此外，地震活跃地区，初始应力大小和方向还随时间而变化。三、地应力分布的一般规律三、地应力分布的一般规律2 2）实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量）实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量

17、世界各国垂直应力随深度变化的规律世界各国垂直应力随深度变化的规律垂直应力 随深度线性增加。平均容重约为27KN/m3kPaHv27Hv 三、地应力分布的一般规律三、地应力分布的一般规律3 3）水平应力普遍大于垂直应力。）水平应力普遍大于垂直应力。国家名称国家名称平均水平应力平均水平应力/ /垂直主应力垂直主应力(%)(%)最大水平应力最大水平应力垂直主应力垂直主应力0.81.21.2中国中国3232404028282.092.09澳大利亚澳大利亚0 0222278782.952.95加拿大加拿大0 00 01001002.562.56美国美国1818414141413.293.29挪威挪威17

18563.56瑞典瑞典0 00 01001004.994.99南非南非4141242435352.502.50前苏联前苏联5151292920204.304.30其他地区其他地区37.537.537.537.525251.961.96垂直应力平均水平应力K3.0100K H5.01500K H4 4）平均水平应力与垂直应力之比随深度增加而减小，且）平均水平应力与垂直应力之比随深度增加而减小，且趋近于趋近于1 1三、地应力分布的一般规律三、地应力分布的一般规律5 5）最大水平主应力和最）最大水平主应力和最小水平主应力也随深小水平主应力也随深度呈线性增长关系。度呈线性增长关系

19、。 三、地应力分布的一般规律三、地应力分布的一般规律6)6)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。的方向性。 h,min/h,max，一般为，一般为0.20.8.多数为多数为0.40.8实测地点统计数目sh,min/sh,max (%)1.00.750.750.500.500.250.250合计斯勘的纳维亚511467136100北美2222246239100中国251256248100中国华北地区1866122111007 7）地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体）地应力的上述分布规律还

20、会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征，岩体力学性质、温度，地下水等因素的影响，特别是地结构特征，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。形和断层的扰动影响最大。四、地应力测量的基本原理和方法四、地应力测量的基本原理和方法 O x z z x y y zx zy xz xy yx yz 岩体中一点原岩应力状态示意图岩体中一点原岩应力状态示意图 测量原始地应力就是确定测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态，域的未受扰动的三维应力状态，这种测量通常是通过一点一点这种测量通常是通过一点一点的量测来完成的。

21、岩体中一点的量测来完成的。岩体中一点的三维应力状态可由选定坐标的三维应力状态可由选定坐标系中的系中的 六个分量六个分量 xzyzxyzyx,来表示。来表示。测量方法：测量方法：1 1）测量）测量手段手段的不同划分：的不同划分： 构造法、变形法、电磁法、地震法、放射性法。构造法、变形法、电磁法、地震法、放射性法。2 2）测量）测量原理原理的不同划分：的不同划分： 应力恢复法、应力解除法、应变恢复法、应变解除法、水压致应力恢复法、应力解除法、应变恢复法、应变解除法、水压致裂法、声发射法、裂法、声发射法、X X射线法、重力法射线法、重力法3 3）测量）测量基本原理基本原理不同划分：不同划分： 四、地

22、应力测量的基本原理和方法四、地应力测量的基本原理和方法直接测量法：直接测量法：由测量仪器直接测量和记录各种应力量，并由这些应由测量仪器直接测量和记录各种应力量，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。力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。 间接测量法：间接测量法：借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中 某些与应力有关的间接物理量的变化，然后由测得的间接物某些与应力有关的间接物理量的变化，然后由测得的间接物 理量的变化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。理量的变化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。 6.26.2

23、直接测量法直接测量法1 1 扁千斤顶法扁千斤顶法2 2 刚性包体应力计法刚性包体应力计法3 3 水压致裂法水压致裂法4 4 声发射法声发射法6.26.2直接测量法直接测量法( ( 一、扁千斤顶法一、扁千斤顶法) )示意图 步骤：步骤：1)1)在准备测量地应力的岩在准备测量地应力的岩石表面，安装两个测量柱石表面，安装两个测量柱并测量两柱之间的距离并测量两柱之间的距离. .2)2)在与两柱对称的中间位在与两柱对称的中间位置向岩体内开挖一个垂直置向岩体内开挖一个垂直于测量柱连线的扁槽，并于测量柱连线的扁槽，并测量记录开挖过程过程中测量记录开挖过程过程中两测量柱之间距离的变化两测量柱之间距离的变化.3

24、)3)将扁千斤顶放入槽内并加压，测量两柱之间的距离，直到恢复到扁将扁千斤顶放入槽内并加压，测量两柱之间的距离，直到恢复到扁槽开挖前的距离，记录千斤顶压力；这一压力称为槽开挖前的距离，记录千斤顶压力；这一压力称为“平衡压力平衡压力”或或“补偿应力补偿应力”优缺点 从原理上来讲，扁千斤顶法只是从原理上来讲，扁千斤顶法只是一种一维应力一种一维应力测量方测量方法，一个扁槽的测量只能确定测点处垂直于扁千斤顶方向法，一个扁槽的测量只能确定测点处垂直于扁千斤顶方向的应力分量。为了确定该测点的的应力分量。为了确定该测点的六个应力分量六个应力分量就必须在该就必须在该点沿不同方向切割六个扁槽，这是点沿不同方向切割

25、六个扁槽，这是不可能实现不可能实现的。的。 扁千斤顶测量只能在巷道、峒室或其他开挖体表面附扁千斤顶测量只能在巷道、峒室或其他开挖体表面附近的岩体中进行，因而其测量的是一种受近的岩体中进行，因而其测量的是一种受开挖扰动的次生开挖扰动的次生应力场应力场，而，而非原岩应力场非原岩应力场。同时，扁千斤顶的测量原理是。同时，扁千斤顶的测量原理是基于岩石为基于岩石为完全线弹性完全线弹性的假设，对于非线性岩体，其加载的假设，对于非线性岩体，其加载和卸载路径的应力应变关系是不同的，由扁千斤顶测得的和卸载路径的应力应变关系是不同的，由扁千斤顶测得的平衡应力并不等于扁槽开挖前岩体中的应力。平衡应力并不等于扁槽开挖

26、前岩体中的应力。 6.2直接测量法( ( 一、扁千斤顶法一、扁千斤顶法) )6.26.2直接测量法直接测量法( ( 二、刚性包体应力计法二、刚性包体应力计法) )优缺点 刚性包体应力计具有很高的稳定性，因而可用于对刚性包体应力计具有很高的稳定性，因而可用于对现场应力变化进行长期监测。然而通常只能测量垂直于现场应力变化进行长期监测。然而通常只能测量垂直于钻孔平面的单向或双向应力变化情况，而不能用于测量钻孔平面的单向或双向应力变化情况，而不能用于测量原岩应力。除钢弦应力计外，其他各种刚性包体应力计原岩应力。除钢弦应力计外，其他各种刚性包体应力计的灵敏度均较低，故的灵敏度均较低，故2020世纪世纪8

27、080年代之前已被逐步淘汰。年代之前已被逐步淘汰。钢弦应力计目前仍在一些国家特别是美国得到较为广泛钢弦应力计目前仍在一些国家特别是美国得到较为广泛的应用。的应用。6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )原理 从弹性力学理论可知，当一个位于无限体中的钻孔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受到无穷远处二维应力场( ( ， ) )的作用时，离开钻孔端的作用时，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，钻孔周边的应力为周边的应力为式中，式中， 和和 分别为钻孔周边的切向应力和

28、径向应力；分别为钻孔周边的切向应力和径向应力； 为周边一点与为周边一点与 轴的夹角。轴的夹角。 当当 0 0时，时， 取得极小值，此时取得极小值，此时 122cos)(221210rr11236.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )原理如果采用图所示的水压致裂如果采用图所示的水压致裂系统将钻孔某段封隔起来，系统将钻孔某段封隔起来，并向该段钻孔注入高压水，并向该段钻孔注入高压水，当水压超过当水压超过 和岩石和岩石抗拉强度抗拉强度T T之和后，在之和后，在 0 0处，也即所在方位将发生孔处，也即所在方位将发生孔壁开裂。设钻孔壁发生初始壁开裂。设钻孔壁发生初始开裂时的

29、水压为开裂时的水压为 ，则有，则有123iPTPi123P3水压致裂应力测量原理6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )原理如果继续向封隔段注入高压如果继续向封隔段注入高压水，使裂隙进一步扩展，当水，使裂隙进一步扩展，当裂隙深度达到裂隙深度达到3 3倍钻孔直径时，倍钻孔直径时，此处已接近原岩应力状态，此处已接近原岩应力状态，停止加压，保持压力恒定，停止加压，保持压力恒定，将该恒定压力记为将该恒定压力记为P Ps s,P,Ps s应和应和原岩应力相平衡，原岩应力相平衡， 即即 P3水压致裂应力测量原理2sP6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水

30、压致裂法) )原理在钻孔中存在裂隙水的情况在钻孔中存在裂隙水的情况下，如封隔段处的裂隙水压下，如封隔段处的裂隙水压力为力为P P0 0 , ,则则P3水压致裂应力测量原理0123PTPi在初始裂隙产生后，将水在初始裂隙产生后，将水压卸除，使裂隙闭合，然压卸除，使裂隙闭合，然后再重新向封隔段加压，后再重新向封隔段加压，使裂隙重新打开，记裂隙使裂隙重新打开，记裂隙重开时的压力为重开时的压力为P Pr r，则有，则有 0123PPr6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )原理由以上两式求由以上两式求 和和 就无须就无须知道岩石的抗拉强度。因此，知道岩石的抗拉强度。因此

31、，由水压致裂法测量原岩应力由水压致裂法测量原岩应力将不涉及岩石的物理力学性将不涉及岩石的物理力学性质，而完全由测量和记录的质，而完全由测量和记录的压力值来决定。压力值来决定。 P3水压致裂应力测量原理0123PPr2sP126.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )测量步骤 1 1）打钻孔到准备测量应力的部位，井将钻）打钻孔到准备测量应力的部位，井将钻孔中待加压段用封隔器密封起来，钻孔直径孔中待加压段用封隔器密封起来，钻孔直径与所选用的封隔器的直径相一致。封隔器一与所选用的封隔器的直径相一致。封隔器一般是充压膨胀式的，充压可用液体，也可用般是充压膨胀式的，充压可用

32、液体，也可用气体。气体。 2 2）向二个封隔器的隔离段注射高压水，不）向二个封隔器的隔离段注射高压水，不断加大水压，直至孔壁出现开裂，获得初始断加大水压，直至孔壁出现开裂，获得初始开裂压力开裂压力Pi ；然后继续施加水压以扩张裂；然后继续施加水压以扩张裂隙，当裂隙扩张至隙，当裂隙扩张至3 3倍直径深度时，关闭高倍直径深度时，关闭高水压系统，保持水压恒定，此时的应力称为水压系统，保持水压恒定，此时的应力称为关闭压力，记为关闭压力，记为Ps ；最后卸压，使裂隙闭；最后卸压，使裂隙闭合。在整个加压过程中，同时记录压力合。在整个加压过程中，同时记录压力- -时时间曲线图和流量间曲线图和流量- -时间曲

33、线图，确定时间曲线图，确定Pi ， Ps值。值。6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )测量步骤 3 3）重新向密封段注射高压水，使裂隙重新）重新向密封段注射高压水，使裂隙重新打开并记下裂隙重开时的压力打开并记下裂隙重开时的压力P Pr r和随后的恒和随后的恒定关闭压力定关闭压力P Ps s。这种卸压。这种卸压- -重新加压的过程重新加压的过程重复重复2 23 3次，以提高测试数据的准确性。次，以提高测试数据的准确性。P Pr r和和P Ps s同样由压力同样由压力- -时间曲线和流量时间曲线和流量- -时间曲线时间曲线确定。确定。4 4）将封隔器完全卸压，连同

34、加压管等全部）将封隔器完全卸压，连同加压管等全部设备从钻孔中取出。设备从钻孔中取出。5 5）测量水压致裂裂隙和钻孔试验段天然节）测量水压致裂裂隙和钻孔试验段天然节理、裂隙的位置、方向和大小，测量可以采理、裂隙的位置、方向和大小，测量可以采用井下摄影机、井下电视、井下光学望远镜用井下摄影机、井下电视、井下光学望远镜或印模器。或印模器。 6.26.2直接测量法直接测量法( (三、水压致裂法三、水压致裂法) )优缺点 水压致裂测量结果只能确定垂直于钻孔平面内的最大主应力和最水压致裂测量结果只能确定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，所以从原理上讲，它是一种小主应力的大小和方向，所以从原理上讲，它是一种二维应力测量方二维应力测量方法法。 水压致裂法认为初始开裂发生在水压致裂法认为初始开裂发生在钻孔壁切向应力最小钻孔壁切向应力最小的部位，亦的部位，亦即平行于最大主应力的方向，这是基于岩石为连续、均质和各向同性即平行于最大主应力的方向，这是基于岩石为连续、均质和各向同性的假设。水压致裂法较为适用于的假设。水压致裂法较为适用于完整的脆性