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本文以笔者所了解的情况,介绍了联邦德国等国利用水压致裂和钻孔崩落研究地应力的近况。水压致裂应力测量目前值得注意的动态是:①世界上拥有小型轻便的软管水压致裂设备的研究小组愈来愈多;②联邦德国鲁尔大学地球物理研究所计划研制可用于更深的钻孔(6公里),并将井下超声电视、测震计与水压致裂封隔器装在一起的新设备;③利用一孔多段以至地点相近的多个钻孔的水压致裂数据,只用封闭压力和张开裂缝方位的观测值反推地应力大小和方向的参数;④破裂力学理论的初步应用。此外,在用钻孔崩落研究地应力方面的主要成就是,对有孔岩石标本所作的单轴压缩试验以及理论分析表明,崩落机制主要由岩壁张破裂(而不是剪切破裂)引起。 相似文献
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围压条件下岩石的抗拉强度 总被引：3，自引：0，他引：3
用水压致裂法对7种岩石的厚壁圆筒试件进行不同围压下的抗拉强度实验,并从试件致裂瞬间的内壁环向应力σt,环向应变εt等五种参数随围压变化的角度,对围压条件下岩石的抗拉强度进行研究。结果表明,若用σt表示岩石的应力抗拉强度,则σt随围压的增加而减少,并由低围压时的拉应力逐渐过渡为高围压时的压应力。高围压时,虽然试件已处于三向受压状态,但其破裂仍表现为典型的张性破裂。从另一意义上讲,处于高围压环境中的岩石,其内部不可能存在拉应力,拉应力只在低围压状态中存在。若岩石的应变抗拉强度由εt表示,即使岩石三向受压,张性破裂的εt始终是拉应变,岩石的抗拉强度由应变来表征似乎更合理。εt先随围压的增大而增大,当围压超过某一特征值后,εt反随围压的增大而有所减少。 将上述结果应用于岩体(或地震)破裂,可以证明,当岩体内存在σ_3<μ(σ_1+σ_2)的应力状态时,即使三向受压,岩体照样会出现张性破裂。由此认为,地震的震源也存在着张性破裂的可能。 相似文献
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水压致裂法应力测量是近年来发展起来的一种测量地壳深部应力的新方法。由于这种方法不需要套芯和复杂灵敏的井下仪器,所以可以在深井中测量应力。它还具有不需精确了解岩石的弹性参量且在具有高的差应力的地区仍能测量等优点,因此愈来愈受到人们重视。 美国用水压致裂法进行了大量的深部应力测量,西德,日本也相继开展了水压致裂应力测量工作,取得了令人鼓午的结果。 相似文献
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经过15年时间我们发展出一套技术,即利用钻孔井壁的非致命性破裂,包括压性破裂、钻探诱发的张性破裂以及与切穿井孔断层的滑动有关的应力扰动观测值,来确定任意向井和钻孔中的全应力张量。这些技术已延伸应用到石油工业中,也应用到矿山开采的钻孔岩芯取样中,以取得开采区周围应力集中影响的区域内外的应力状态。条件允许时,可用水压致裂法估计最小主应力值,但不能估计最大水平主应力值。作者在文中先回顾了这套方法的概念,然后对两个复杂实例进行了研究。第1个实例涉及到圣安德烈斯断层深部观测站（San Andreas Fault Observatory at Depth,SAFOD）计划第1阶段钻探应力状态的确定,SAFOD计划是一个钻穿加州中部圣安德烈斯断层的科学钻井计划。第2个实例涉及到确定南非一个极深矿周围的地壳应力状态。这些研究表明,在相当大的深度范围内,斜井钻孔破裂观测值与应力大小和方向是一致的。 相似文献
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日本《日经产业新闻》1981年6月26日刊登一篇题为《利用水压致裂法预报地震》的文章摘译如下:科学技术厅的国立防灾科学技术中心不久将在静冈县的下田市进行作为地震预报新技术受到重视的"水压致裂法"测定地壳应力的实 相似文献
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岩石水压致裂和诱发地震的实验研究 总被引：5，自引：0，他引：5
用7种岩石各制备了几类不同预裂纹的系列试件，并在不同围压下进行水压致裂强度实验。结合典型的水库诱发地震的实际资料和现今构造应力场的实验结果，以及应用岩石强度理论和岩石断裂力学的一些原理、方法，进行岩石孔隙水压诱发地震的探讨。初步结果为：(1)若岩体内构造应力很小，一定大小的孔隙水压力σp，可直接使岩体内的薄弱面致裂并发生小地震。(2)若构造应力较大，存在两类诱发地震的可能：①对岩体浅部一些走向与构造应力的主压应力σ1方向相近的薄弱面，σp可促使其发生张性破裂并诱发小地震。②当构造应力接近于断裂的抗剪强度时，因σp，降低了断裂面上的正应力σn，使原处于稳定状态的断裂失稳，发生滑移破裂并诱发出地震。σp导致断裂的破裂深度增大，使诱发地震的震级大于原潜在的地震震级。(3)各种岩体均存在着一个极限深度，此深度后不再有诱发地震。 相似文献
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水压致裂技术广泛用于增加石油和天然气产量和开发地热资源．用水压致裂法在地下深部形成破裂带系以储存固液态废物是工业技术与环境保护科学相结合的最新进展．了解水压破裂的力学特性和破裂带的几何形状对于资源开发和贮存废物都十分重要．水压破裂常伴有大量极微震发生．分析伴生微震的时空强分布可得出水压破裂带的几何参数及破裂过程的运动学和动力学参数．利用波形相关分析和时空搜索定位法，我们高精度地确定了157个水压破裂伴生微震的震源位置．微震的空间分布图清晰地刻画出水压破裂带的空间尺度和取向．由微震的时空分布的变化推断出破裂带的扩展方向和速率．应用经验格林函数法分析孪生地震对得到较大微震的震源时间函数和震源参数，如地震矩、破裂半径和应力降．震源时间函数的方向性变化表明破裂向西北方向传播，与破裂带扩展方向一致．微震应力降的较大变化反映出水压破裂带上力学性质的显著不均匀性． 相似文献
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华北地块新构造变形基本特点的讨论 总被引：4，自引：0，他引：4
在新构造期(距今约340万年以来)华北地区垂直变形幅度不大,而水平扭动幅度却可观;各个地壳块体在主压应力近于水平的区域应力场中发生了不同程度和不同方式的扭动或转动,产生以水平扭动、剪切破裂为基本特征的地壳构造变形,不同于早第三纪地幔上隆,地壳表层裂陷的构造变形形式。华北,尤其是河北平原和渤海地区,强震活动是在早第三纪引张区地壳和上地幔结构的背景中地壳继续发生水平扭动及剪切破裂的表现。定量估价水平扭动的幅度和速率将有助揭示华北强震活动规律。 相似文献
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本文我们利用钻孔岩样的力学性质,详细观察应力引起的钻孔崩落和由水压致裂实验估计的最小水平主应力值S_(kmin),构成了卡洪山口(Cajon Pass)钻孔直至3.5km深的最大水平主应力。S_(Hmax)的垂直剖面。正如基本上与所有其它的钻孔一样,卡洪山口钻孔的水压致裂应力测量得到的,最小水平主应力S_(hmin)数据比最大水平主应力S_(Hmax)的数据多得多(并且更加可靠)。为利用观察的井壁崩落约束S_(Hmax)的值,使用了由有效应变能准则得出的脆性破裂准则。这个破裂准则也允许我们考虑钻孔周围的三向应力,并考虑孔隙流体压力以不同方式对岩石强度的影响。比较从崩落估计出的S_(Hmax)剖面和从水压致裂实验得出的S_(Hmax)的估计值表明:当孔隙压力对水压致裂破裂起始的影响可以忽略时,它们相当符合。在这个钻孔中,直至3.5km深的总体应力状态相当于倾滑兼走滑断层型应力状态。最大水平主应力剖面有几个应力值显著减小的地方,它们与主要的断层带有关,这个结果和由水压致裂得出的最小水平主应力S_(kmin)剖面一致。 相似文献
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基于水压致裂数据估计岩体的最大应力主要取决于对破裂的确定和二次破裂压力.这种估计的误差可归结于注入系统压缩性,耦合粘性流体在水压裂隙中的流动和裂隙通过井孔周围变化的应力场的增长.这些机制的作用还没有很好的定量化.本文中的两个数值模型为评估非理想条件下与破裂压力分析有关的误差提供了一个基本工具.这两个数值模型是注入系统的... 相似文献
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三向受压状态下地壳岩体的张性变形和张性破裂 总被引：2，自引：0，他引：2
本文叙述了处于三向受压状态的地壳岩体产生张性变形和张性破裂的原理,并以珠江三角洲地区为例说明:①岩体内应力集中点的浅部,可产生张性变形和张性破裂;②地质考察所观察到的张性或张剪性断裂,其断裂面上作用的正应力未必是拉应力,极有可能是压应力,但却一定是拉应变;③张性破裂引起的地震,震级较小,一般在4.5级以下,④地震引起的张性地裂缝的走向,就是震源应力场的主压应力方向。 相似文献
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自1997年以来,在加拿大地盾进行了250多次水压致裂试验,该试验是魁北克不同的水电站项目调查选址的一部分,所有项目都位于格伦维尔和超级地质省,那里的基岩由结晶质火成岩和变质岩组成。水压致裂试验是为了确定在水压条件下岩体渗透率的增加,进而定义隧洞衬砌承载的上限。对不同试验结果的研究表明,在深度小于150m时,大规模结晶岩的岩体性质相似。我们给出了来自闭合曲线和P-Q曲线图的最小应力统计数据的分析,并与投入使用的压力隧洞的渗漏相比较。所采用的解释方法也在最小主应力求解中扮演着关键角色。所以破裂和破裂重张压力的比值在分析结果中是一个重要的参数。 相似文献
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研究微地震的震源机制,获得压裂区域的破裂方向、尺度和应力状态等信息,在非常规油气开采过程中具有重要意义.对于微震,通常采用剪切位错或者矩张量模型对震源进行描述.本文从其实际发震机制出发,使用了"剪切+张裂"的一般位错点源模型,并基于此模型发展了一种利用全波形信息,通过波形振幅谱相关和初至约束,在频率域求解微震震源机制的方法.该方法适用于地面和井中观测,能够在得到常规震源参数（断层走向、倾角和滑动角）的同时给出裂缝断层剪切和张裂错动的距离信息,更直观体现破裂程度.理论数值测试证明方法有效、可行,在未滤波的情况下,实际数据的波形拟和结果仍较为一致,同时还发现错动距离与应力降等常规破裂参数并不严格相关,说明剪切、张裂错距可作为独立的新参数来定量评估水压致裂效果,指导工程开发进行. 相似文献