原生裂隙水压致裂原地应力测量的理论与实践新进展

摘要：

HTPF法测试所需的数目众多的原生裂隙面大大制约了这种方法的推广应用.针对这一问题,通过为原生裂隙面上广泛存在的剪应力建立力学方程,利用最小二乘法和计算机程序试错搜索原生裂隙面摩擦系数的办法反演原地应力张量.理论上基于每个原生裂隙面的水压致裂测试结果可以建立两个力学方程,那么只需要3条原生裂隙就可以求解原地应力张量,但为了保证计算机程序反演收敛,至少需要5条原生裂隙,这一方法被定名为M-HTPF法.将这种方法在山东某科研钻孔的原地应力测量作业中进行了应用,通过利用5条原生裂隙面上的水压致裂测试得到的关闭压力和方位角数据,反演得到原地应力张量:σ=8.85 MPa,方位角为N58.12°W∠14.18°;σ=6.61MPa,方位角为N26.2°E∠-21.54°;σ=5.01MPa,方位角为N62.86°E∠63.86°.通过与同一钻孔内的经典水压致裂法的测量结果对比可知,两种方法得到的最小主应力和中间主应力非常接近,最大主应力则相差较大;两种方法获得的最大、最小主应力方位角基本一致.该方法为单孔三维水压致裂原地应力测量提供了新的思路和途径.

关键词：水压致裂、修正HTPF法、原地应力测量、现场操作、关闭压力

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分类号：TU473.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41274100;中央级科研院所基本科研业务专项资助项目No.ZDJ2012-20.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China41274100;the Fundamental Research Funds for State Level Scientific InstitutesZDJ2012-20

在线出版日期：2017-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1289-1297