返回顶部

Tel:18610291117


  • 1
  • 2
        水压致裂法
        应力解除法
        声发射法
        滞弹性法

滞弹性法地应力测量


       上世纪六十年代,Voight学者提出利用岩芯滞弹性应变恢复数据确定三个主应力及其方位的方法。5.12汶川地震后,我国首次将滞弹性应变恢复法(ASR法)应用于汶川地震断裂带科学钻的地应力测量。该法具有较大的实用价值,特别是在较大深度的钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下,应力解除法、水压致裂法等难以实施时,能够获得较可靠的地应力数据,适应性更强。与其他原地应力测量方法相比,具有成本低、效率高且不受钻孔深度和温度的限制,可进行三维应力测量等优点。只要能够获取定向岩芯,就可进行ASR法的测量,确定主应力的方向。该方法的缺点是非直接测量,需要实验确定岩石的非弹性应变恢复柔量才能够计算地应力大小。

        基本原理:

        (1)假定岩石为黏弹性体,基于流变模型,建立测试和求解地应力的理论和技术。

        (2)岩芯被钻出后,即脱离应力场的作用,岩芯卸荷。

        (3)由于岩石的黏弹性特性,岩芯除了立即发生弹性应变恢复以外,还会发生与时间相关的滞弹性应变恢复。

        (4)根据获取岩芯表面不同方向滞弹性应变恢复量,可以确定三维地应力状态。

        设备组成:

        (1)定向取芯装置;

        (2)滞弹性应变采集仪;

        (3)滞弹性恒载仪;

        (4)恒温箱等。

        测试步骤:

        (1)钻取岩芯:钻取定向岩芯,若无法定向则可采用后期钻孔摄像定位,或根据地应力计算结果结合构造特征进行主应力方向判别。

        (2)岩芯贴片:挑选完整岩心,进行清洗、擦干、打磨、粘贴等工作。按照环向间隔120°进行3组共12个应变片的粘贴。贴好后,用保鲜膜对岩心进行包裹。

        (3)应变采集:将贴好应变片的岩心置于无扰动的位置,接上采集系统,检查系统状态开始滞弹性应变采集,采集间隔设置宜为10min。记录岩心编号、温度、采集时间并拍照留存。采集过程中,注意岩样的保护、保湿、保温、防震。

        (4)温度标定:由于现场岩心在取芯和贴片时岩心温度产生较大变化,因此需要通过温度标定实验标定各个应变片的温度系数。通过热敏电偶记录的数据,求出岩心表面温度变化,再根据标定所得的各通道温度系数,剔除由温度引起的滞弹性应变测量过程中的温度应变误差。

        (5)恒载试验:恒载试验系统包括液压加载子系统和数据采集子系统。液压加载子系统用于对现场采集岩芯进行长期恒载加压,加载方式为连续或分级双向加载,使岩芯产生滞弹性。数据采集子系统用于对加载或卸载后岩芯产生的滞弹性应变及相应的岩芯压力信号进行实时采集。据此获取体积模式和剪切模式滞弹性应变恢复柔度及柔度比。

        (6)数据处理:经温度修正后的滞弹性应变稳定值和柔度参数代入计算软件中,即可得出滞弹性法三维主应力的大小和方向。

        测试照片: