矿山地应力测试方案
矿山地应力测试方案
-矿山地应力测试工作方案湖北省XXXXXX勘察院2023年4月目录1 前言............................... 错误!未定义书签。
2 地应力旳基本原理........................ 错误!未定义书签。
2.1 地应力旳基本概念...................... 错误!未定义书签。
2.2 地应力旳构成部分和影响原因............ 错误!未定义书签。
2.3 地应力场旳变化规律.................... 错误!未定义书签。
2.4 我国地应力场旳区域划分................ 错误!未定义书签。
3 水压致裂法试验简介...................... 错误!未定义书签。
3.1 水压致裂法基本原理.................... 错误!未定义书签。
3.2 水压致裂法地应力测量旳重要设备 ......... 错误!未定义书签。
3.3 水压致裂法测试环节..................... 错误!未定义书签。
4 测试成果................................ 错误!未定义书签。
4.1 参数确定.............................. 错误!未定义书签。
4.2 现场实测.............................. 错误!未定义书签。
5 测试成果综合分析........................ 错误!未定义书签。
5.1 试验成果旳可靠性分析.................. 错误!未定义书签。
5.2 最大水平主应力旳量级.................. 错误!未定义书签。
5.3 最大水平主应力旳方向.................. 错误!未定义书签。
5.4 侧压系数及应力构成分析................ 错误!未定义书签。
地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结——张念超
地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结从淮南到淮北，地应力测试做了五个孔了，成功率60%。
虽然成功率刚刚过半，但这都是我们课题组在没有任何前辈莅临指导的情况下，经过多个井下不眠之夜，独立摸索完成的。
虽然做地应力测试比较苦，但是虽苦犹乐，因为我们又掌握了一样新知识，新技术。
现根据我们在朱集矿和孙疃矿做地应力测试的情况，总结经验吸取教训，总结地应力测试步骤、所需仪器及注意事项如下：1、地质钻打孔。
1.1步骤：(1) 地点选取。
选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点。
测点巷道内应水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输。
(2) 打孔取芯。
使用75/105型地质钻机，配直径为42mm/50mm的接长钻杆，并运用特制的取芯套筒（长度为2m和1m，直径为127 mm）及平钻头（直径为127 mm），在所测巷道岩壁上打直径为127 mm的水平钻孔，至巷道跨度的2～3倍深处，以保证应变计安装位置位于原岩应力区。
当钻孔至预定长度时，取出岩芯，并编号套袋保护岩芯。
(3)打空心包体孔。
利用自备的钻头（直径为127 mm），其上带有长370mm，直径36mm的小钻头，打同心小孔并取岩芯，同时将孔底磨平，并用锥形钻头打出7cm长的喇叭口，小孔深35～40cm。
此小孔一杆打到底，钻孔过程中，必须利用2m长岩芯管定向。
(4) 冲洗钻孔。
小孔成形后，抽出钻杆5cm，用钻机的水管冲洗。
1.2注意事项(1) 钻孔要稍向上倾斜，并测量倾斜角度确切数值，一般控制在3°~5°，以便排水并易于清洗钻孔；(2) 打孔要一次用一种钻头，不要先打孔再扩孔，因为孔长度较大，容易导致两钻头轴向不在同一条直线上，进而产生台阶，安装时定位器会被卡住，孔就废掉了。
1.3仪器准备(1) 矿方准备：75/105型地质钻机；42mm/50mm钻杆；长度2m和1m，直径127 mm 取芯套筒；直径127 mm平钻头，岩芯箱：1000mm×500mm×150mm。
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术近年来，深井巷道围岩塌陷事故频发，给煤矿生产带来了极大的危害和损失。
为了保证井下工作人员的安全和煤矿的正常生产，对于深井巷道围岩的应力分布规律的测试和控制技术的研究变得十分重要。
本文将从测试方法和控制技术两方面探讨深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术。
一、测试方法1、钻孔法钻孔法是最常用的测试深井巷道围岩地应力分布规律的方法。
通过在围岩中钻一定深度的孔洞，测定围岩中不同深度的应力值，从而得出围岩的应力分布规律。
钻孔法不仅测试精度高，而且速度快，对立即掌握围岩应力情况十分有利。
如果要求精度更高，还可以使用测微计、电测点等设备辅助测量。
2、红外线法红外线法是一种非接触式的测试方法。
通过使用红外线扫描仪和热像仪来记录巷道围岩的温度分布，进而测定围岩中的热应力分布，从而推导得出围岩地应力分布规律。
该方法测试过程不需要人员进入巷道，减少了工作人员的安全风险。
但是，由于围岩的温度变化受到许多因素（如气流、地温、水温等）的干扰，该方法的测试精度相对较低。
3、衬砌变形法衬砌变形法是一种通过测定巷道内衬砌的变形情况，推导出围岩地应力分布规律的方法。
该方法依靠衬砌的弹性形变来估计围岩的应力状态。
衬砌变形法能够实时监测巷道围岩变形，尤其在有活动性煤层的支护工程中有重要的应用价值。
二、控制技术1、钢丝网隧道衬砌支护技术钢丝网隧道衬砌支护技术首先在巷道壁上铺设钢筋网，然后注入混凝土，形成固定的隧道衬砌。
该技术能够承受较大的围岩应力，大幅度提高了巷道的承载能力。
2、岩石锚杆加固技术岩石锚杆加固技术是指将钢筋或钢板插入巷道围岩中，然后将锚杆和巷道围岩胶接固定。
该方法可承受恶劣环境下的巷道围岩应力，延长了巷道使用寿命。
3、压力释放技术压力释放技术是通过钻孔工程在巷道围岩中开凿孔洞，将压力释放到较低的地层，以实现围岩的松弛减压。
该方法在一定程度上缓解了巷道围岩应力，有效预防了围岩坍塌。
6-2 地应力测量方法
另一方面，它也有和孔径变形法相类似的 问题，即一孔测量也只能解决二维应力， 如若需要求解原岩应力的六个应力分量， 就必须打互不平行的三个钻孔进行测量。 但该法也有自己的优点，即它不需很长的 套孔岩芯，因而有可能在较为破碎的岩石 条件下使用。
② 孔底应变计测量计算原理 0 , 45 , 90 由CSIR门塞式孔底应变计测得的三个应变值（0°， 45°，90°代表该应变片与x轴的夹角），那么由下 列公式可求得孔底平面上在未套孔前的应力状态：
1 2
（4-10）
U 式中： ,U ,U 为相互间隔60°的三个径向方向的变形 值； 为 U 和 1 之间的夹角，从 U 逆时针到 1 为正，
1 2 3
1
1
同时 的范围限制如下：
当 当 当 当
U 2 U3
U 2 U3
U 2 U3
U 2 U3
且 U U 2U 且 U U 2U 且 U U 2U 且 U U 2U
（4-13）
其中，a,b,c,d四个系数没有理论解，只有通过试验 或数据分析获得，因此，不同的研究者给出不同的 值，古德曼给出的值是： a 1.30
b 0.085 0.15 2 c 0.473 0.91 d 1.423 0.027
（3）孔壁应变法 在三维应力场作用下，一个无限体中的钻孔 表面及周围的应力分布状态可以由弹性理论 给出精确解， 从而通过应力解除测量钻孔表面的应变，即 可求出钻孔表面的应力，并进而精确地计算 出原岩应力状态。 南非CSIR三轴孔壁应变计就是根据这个原理 研制出来的。
式中： E , , G 剪切模量。
这里所得的 , , 并非原岩应力，而是孔底平面上经 过开挖扰动后的次生应力。它们可以由下列公式和 原岩应力场的六个应力分量联系起来：
地应力测量方法
为消除端部效应，试件两端浇铸由环氧树脂或其他复合 材料制成的端帽。
测试步骤
2、声发射测试
将试件放在单轴压缩试验机上加压，并同时监测加压过程 中从试件中产生的声发射现象。
4.2.3 水压致裂法
（2）加液压将孔壁
压裂与重开
PbPb
①P0-孔隙水压力或 地下水压力
②Pb-初始压裂压力 ③Ps-稳定开裂压力 ④Ps0-关闭压力 ⑤Pb0-重张压力
Pb0 Pb0
Ps
Ps
Ps0
Ps
Ps0
Ps
P0
P0
P0
图 压裂过程泵压变化及特征压力
4.2.3 水压致裂法
各特征压力的物理意义 ①P0-岩体内孔隙水压力或地下水压力 ②Pb-注入钻孔内液压将孔壁压裂的初始压裂压力 ③Ps-液体进入岩体内连续的将岩体劈裂的液压，称为稳定开
4.2.3 水压致裂法
P
3水压致裂应ຫໍສະໝຸດ 测量原理如果采用图所示的水压致裂 系统将钻孔某段封隔起来， 并向该段钻孔注入高压水， 当水压超过 3 2 和1岩石抗
拉强度T之和后，在 ＝ 0º处，
也即所在方位将发生孔壁开 裂。设钻孔壁发生初始开裂
时的水压为 ，则有Pi
Pi 3 2 1 T
4.2.3 水压致裂法
水压致裂法的突出优点是能测量深部应力，已见报道的最大 测深为5000m，这是其它方法所不能做到的。因此这种方法可用 来测量深部地壳的构造应力场。同时，对于某些工程，如露天边 坡工程，由于没有现成的地下井巷、隧道、峒室等可用来接近应 力测量点，或者在地下工程的前期阶段，需要估计该工程区域的 地应力场，也只有使用水压致裂法才是最经济实用的。
地应力测量方法及其需要注意的问题
地应力测量方法及其需要注意的问题地应力是指存在于地壳中的内应力。
主要由重力应力、构造应力、孔隙压力、热应力和残余应力等耦合而成,重力应力和构造应力是地应力的主要来源。
地应力测量是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳定性分析、实现岩土工程开挖设计和决策科学化的前提。
地应力对矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践均起着至关重要的作用,近年来随着我国社会经济的持续快速发展,我国水电领域工程建设保持着较快增长势头,工程建设地点向江河源头、高山峡谷地带延伸,工程建设内容往往包含深埋长深隧道,大跨度、大尺度地下厂房等,在这种情况下,我国地应力测试事业也取得了长足的进步,各种试验手段、测试方法层出不穷,并取得一定的成果。
1地应力测量方法1.1 应力解除法应力解除法是以弹性理论为基础,它把一定范围内的岩体视为均质的、各向同性的完全弹性体。
这一测量方法的实质是在被测虚力场的岩体中选定测点,在测点位置安设测量元件,然后在所安装的测量元件周围掏槽或套孔,使安设有测量元件的岩石与周围岩体分离,也就是使这一部分岩石从被测应力场作用之下解脱出来。
此时,测点岩石将由于外力的消失而产生弹性恢复变形。
通过测量元件将这一变形记录下来,即可按弹性理论来确定被测应力场的3个主应力的大小、方向和倾角。
应力解除法测量地应力的方法有:孔底应变计、孔径应变计、孔壁应变计、空心包体应力计等方法,其中孔底应变计、孔径应变计只能测出二维应力,若用它测三维应力,则需要打交于一点互不平行的三个钻孔。
采用孔壁应变计和特殊制作的空心包体式孔壁的应力计只需要打1个钻孔就可测出三维应力。
1949年奥尔森(O.J.Olson)第一次将应力解除法用于岩石应力测试以来,套孔应力解除法发展为技术上比较成熟的一种原岩应力测量方法。
套孔应力解除法具有测量灵敏度高、测量结果可靠、可以在深孔中进行测量测点的三维应力状态(需要利用三孔交汇的方法)等特点。
因此,利用套孔应力解除法可以较为准确地测量矿山岩体的原岩应力。
CUMT-矿山岩体力学地应力测量
USBM孔径变形计在良好岩石条件下，测量 成功率80%以上；而在极为破碎的岩石条件 下，成功率仅为5%。 USBM孔径变形计测量数量误差20～100%， 方向误差10 ～25%。
16d(1 E 2) (U 2 2 1 U (U 2 1 U U 3)2 )2(U 2U 3)2(U 3U 1)2
CUMT-矿山岩体力学地应力 测量
§7.1.0 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。
§7.1.0 基本概念
2、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15～25块。 （2）声发射测试：加载速率恒定。 （3）计算地应力：
§7.3.4 声发射法
图7-15 应力-声发射 事件试验曲线图
§7.3.4 声发射法
3、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。
（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。
§7.1.0 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。
构造应力和重力应力是地应力的主要组成部分。
（1）5000万年前的地球； （2）1亿年前的地球； （3）1.7亿年前的地球； （4）2亿年前的地球。
北岭煤矿地应力测量及应力状态分析
北岭煤矿地应力测量及应力状态分析
北岭煤矿是我国重要的煤炭资源开采地之一，地下煤炭开采会对矿井
内的应力状态产生较大的影响。
为了确保矿井的安全运营，对矿岩的地应
力进行测量和分析是非常重要的。
北岭煤矿地应力测量工作主要通过矿山测量和钻孔测量两种方式进行。
矿山测量方式主要是通过在矿井巷道上架设应力测量设备，直接测量应力
数值。
钻孔测量方式通过在矿井的岩体中钻孔，并在钻孔中安装应力仪器，从而测量岩体的地应力。
地应力测量分析工作主要包括地应力大小的测量和应力状态分析两个
方面。
地应力大小的测量是通过测量仪器获得的数值来反映地应力的大小。
根据测量结果，可以判断地下煤体的开采对岩体周围的地应力状态产生的
影响程度，从而为矿井的安全运营提供依据。
应力状态分析是根据地应力大小的测量结果，结合矿山的地理地质情况，通过数学模型进行分析，得出地应力分布和变化规律。
应力状态分析
包括应力空间分布分析和应力演化规律分析两个方面。
应力空间分布分析
可以揭示地下岩体的应力分布特点，指导矿井的合理布置和支护设计。
应
力演化规律分析可以通过对时间序列数据进行处理，得出地应力的变化规律，为矿井的长期稳定运营提供依据。
北岭煤矿地应力测量及应力状态分析的结果将直接影响到矿井的安全
运营。
准确测量地应力，分析应力状态变化规律，可以指导矿井的合理布
置和支护设计，提高矿井的安全性和效益性。
同时，地应力测量和分析工
作也可以为其他类似的矿山提供借鉴和参考，为我国煤炭资源的开采和利
用提供技术支持。
矿山地应力测试方案样本
-矿山地应力测试工作方案湖北省XXXXXX勘察院4月目录1 前言............................... 错误!未定义书签。
2 地应力的基本原理 ....................... 错误!未定义书签。
2.1 地应力的基本概念 ..................... 错误!未定义书签。
2.2 地应力的组成部分和影响因素............ 错误!未定义书签。
2.3 地应力场的变化规律 ................... 错误!未定义书签。
2.4 中国地应力场的区域划分 ............... 错误!未定义书签。
3 水压致裂法试验介绍 ..................... 错误!未定义书签。
3.1 水压致裂法基本原理 ................... 错误!未定义书签。
3.2 水压致裂法地应力测量的主要设备......... 错误!未定义书签。
3.3 水压致裂法测试步骤.................... 错误!未定义书签。
4 测试结果 ............................... 错误!未定义书签。
4.1 参数确定 ............................. 错误!未定义书签。
4.2 现场实测 ............................. 错误!未定义书签。
5 测试成果综合分析 ....................... 错误!未定义书签。
5.1 试验结果的可靠性分析 ................. 错误!未定义书签。
5.2 最大水平主应力的量级 ................. 错误!未定义书签。
5.3 最大水平主应力的方向 ................. 错误!未定义书签。
5.4 侧压系数及应力构成分析 ............... 错误!未定义书签。
5.5 分析最大、最小水平主应力与岩层深度的关系错误!未定义书签。
地应力的测量方法
地应力的测量原理目前地应力测量方法有很多种，根据测量原理可分为三大类：第一类是以测定岩体中的应变、变形为依据的力学法，如应力恢复法、应力解除法及水压致裂法等；第二类是以测量岩体中声发射、声波传播规律、电阻率或其他物理量的变化为依据的地球物理方法；第三类是根据地质构造和井下岩体破坏状况提供的信息确定应力方向。
其中，应力解除法与水压致裂法得到比较广泛的应用，其他几种只能作为辅助方法。
1.应力解除法测试原理和技术1.1应力解除法测试原理具有初始应力的岩体，用人为的方法卸去其应力，在岩体恢复变形的过程中测试其应变，然后用弹性力学理论计算出地应力的大小，得出其方向、倾角。
目前国内外地应力测量普遍采用空心包体应变计测量技术。
KX一81型空心包体应变计由A、B、C 3组共12枚应变片嵌埋在1个壁厚约3 mm的空心环氧树脂圆筒中间，圆筒外表面与钻孔壁用专用环氧树脂胶黏结在一起，其是在澳大利亚CSIRO空心包体应变计的基础上研制出来的，是套钻孔应力解除法的一种，只需1个孔就能测量出某点的三维原岩应力，具有使用方便、安装操作简单、成本低、效率高等优点。
1.2完全温度补偿技术KX一81型空心包体应变计与其他许多应变测量仪器一样，均采用应变计作为敏感元件，并根据惠斯顿电桥的原理13J，将应变的变化转换成电压变化经放大后记录下来。
电阻应变计对温度变化是很敏感的，温度发生变化时应变计的电阻值将发生变化，从而产生虚假的附加应变值。
因此在现场测试中必须采取温度补偿措施。
惠斯顿电桥原理：平衡时，检流计所在支路电流为零，则有，（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）。
（2）B，D两点电位相等，即UB=UD。
因而有I1R1=I2R2；个阻值已知，便可求得第四个电阻。
测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表精确。
地应力与地应力测量方法简介
地应力与地应力测量方法简介3.1 地应力与地应力测量方法简介地应力，又称原岩应力，也称岩体初始应力或绝对应力，是在漫长的地质年代里，由于地质构造运动等原因产生的。
在一定时间和一定地区内，地壳中的应力状态是各种起源应力的总和。
主要由重力应力、构造应力、孔隙压力、热应力和残余应力等耦合而成,重力应力和构造应力是地应力的主要来源。
地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。
另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。
而重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因，其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大。
地应力测量，就是确定拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态，这种测量通常是通过多个点的量测来完成的。
地应力测量是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳定性分析、实现岩土工程开挖设计和决策科学化的前提。
地应力对矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践均起着至关重要的作用，所以地应力研究是当前国际采矿界上的一个前沿性课题，近几十年来，世界上许多国家均开展了地应力的测量及应用研究工作,取得了众多的成果。
随着矿区开采现代化进程的不断提高和开采深度的不断增加，对矿区所处的地质条件和应力环境提出了更进一步的要求。
查明矿区深部煤炭资源的开采地质条件和应力环境，为深部矿井的设计、建设和生产提供更加精细可靠的地质资料和数据，以便采取有效技术手段和措施，避免和减少灾害的发生，是实现矿井安全高效生产的重要保障。
地应力是引起采矿工程围岩、支架变形和破坏、产生矿井动力现象的根本作用力，在诸多的影响采矿工程稳定性因素中，地应力是最重要和最根本的因素之一。
准确的地应力资料是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析和计算，矿井动力现象区域预测，实现采矿决策和设计科学化的必要前提条件。
采矿规模的不断扩大和开采深度的纵深发展，地应力的影响越加严重，不考虑地应力的影响进行设计和施工往往造成露天边坡的失稳、地下巷道和采场的坍塌破坏、冲击地压等矿井动力现象的发生，致使矿井生产无法进行，并经常引起严重的事故，造成人员伤亡和财产的重大损失。
地应力的直接测量法
地应力的直接测量法
地应力的直接测量法包括下面几种方法：
1. 地应力测量仪器：使用地应力测量仪器直接测量地下的应力。
这些仪器通常是通过在地下钻孔中放置应变计或应力计来测量地应力。
这种方法可以提供准确的地应力数据，但需要进行钻孔操作，费用较高。
2. 爆炸法：通过在地下设置炸药并引爆，测量地表上的应力波传播速度和振动特征来推断地下的应力。
这种方法相对简单，但需要进行炸药操作，安全风险较高。
3. 岩石力学试验：通过进行岩石力学试验，测量岩石的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等参数，从而间接推断地应力。
这种方法需要采集岩石样本进行实验室测试，适用于岩石层较浅的地区。
4. 岩石应变测量：通过在地下岩石体内放置应变计，测量岩石的应变变化来推断地应力。
这种方法需要进行钻孔操作，并需要考虑岩石体的应变计的选择和安装位置。
这些方法各有优缺点，选择合适的方法需要考虑实际情况和研究目的。
潞新矿区地应力测试及分析
潞新矿区地应力测试及分析关键词：潞新矿区地应力水压致裂应力场类型1 概述由于潞新矿区近年来采深逐渐增大，产能也逐年递增，巷道支护越来越多地经受动压、强烈矿压显现等困难条件考验。
而且潞新矿区未进行过详细的专项研究，基础数据比较缺乏，支护设计的科学性和合理性无法保证，因此非常有必要对潞新矿区巷道围岩地质进行详细的系统研究。
井下巷道开挖后，选择合适的位置首先进行地质力学参数测试，目的是详细掌握巷道围岩地质力学参数，为后续巷道的布置、设计和施工提供基础参数和科学依据。
2 煤岩体的地质特点及测试目的煤岩体内部含有裂隙、节理等多种多样的不连续面，岩体的变形情况及强度的形成在很大程度上受不连续面的影响，这也是岩体与岩块强度相差悬殊的原因。
另一方面，煤岩体含有内应力，围岩的变形和破坏受地应力场的影响较大。
所有关于岩体力学的研究、施工设计等活动必须在深入了解煤岩体地质力学特征的基础上逐步开展的，因此，要研究岩体力学，首先要从煤岩体地质力学开始起步，这样才有可能对研究对象产生比较全面、比较深刻的认知。
测试煤岩体地质力学，一方面是深化对煤岩体物理力学特性的认识，提高岩石力学测试理论与技术水平；更重要的一方面是将测试成果作为采煤工程施工设计的基础，以确保工程设计不偏离科学的轨道，确保工程活动顺利开展。
3 水压致裂法地应力测试原理及方法水压致裂法就平面应力测量来讲，基本假设条件有二：一是岩石完整，具有抗渗透性，且呈线弹性且各向同性；二是岩石中主应力之一的方向与钻孔轴。
据此，水压致裂的力学模型便可进一步简化为平面问题。
具体来讲，就是两个互相垂直的水平应力作用于图1中的一个带圆孔的无限大平面上。
基于弹性力学计算原理得知，圆孔孔壁夹角90度的a、b两点的应力分别是：也就是说，若对圆孔内施加的液压比孔壁岩石所承受的压力大，则最小切向应力a及其对称点a’的位置上将产生沿着与最小压应力方向垂直的方向扩展的张破裂。
我们将这个外加液压pb叫做临界破裂压力，它与孔壁破裂外的应力集中加上岩石的抗拉强度t相当，这些关系可通过下列公式反映出来：如果考虑岩石中所存在的孔隙压力p0，将有效应力换为区域主应力，上式将变为此处σh、σh分别为原地应力场中的最小和最大水平主应力。
小厂坝矿区地应力测试及分布规律
18m 2$2020 )5 n15!" # $!"#"#$%#$"#&&'"#$ghi5@?9jklXJmVW12‘3(1.南昌安达安全技术咨询有限公司$江西南昌330000；2. f —?C J $ OP !=730900'3. !=F $ OP !=730900#&'!A_cR.sT ‘ 9aiser usL “$st 6!X h%MN@ MTS815 QPCP1%oR Nyp d ”“ r “ ST$ xR r 9aiser us r 9aiser us的一致性'提出了分级循环加载精确识别地应力Kaiser 效应点的方法。
将该方法用于小厂坝矿区15个测.sTR F$ {v $ VW? 9: B +,sT 9$ b(w Z*r$.sT水平构造应力为主向垂直应力为主转变；750m 中段的水平最大主应力超过30MPa ,说明750m 中段存在发生岩爆的高应力环境$在实际开采中$应加强支护和监测％关键词：地应力；Kaiser 效应'循环加载；构造应力+,-./! Ta853 01234! A056/! 1671#8550 (2020#02#0015#0/地应力是由于地质构造运动产生的一种内力效应，有时也称原岩应力％在地下开采中，尤其在深 部开采中，地应力对矿体安全开采尤为重要口#4*%地应力是影响巷道、采场稳定的重要因素$也是影 响深井开采岩爆发生的重要原因［5#7 %声发射测地 应力法又称A_法，是利用岩石的Kaiser 效应，通过对岩石进行应力加载，识别加载过程中的Kaiser 效应 $ ;Q 定地应力 的大 )8$9*% 方法他地应力测试方法具有工艺简单、费用节约、不受测量深度限制等诸多优点。
但同时，A_法测地应力 由于Kaiser 效应点难以辨识，其地应力测量精度较 低，其应用受到了极大限制％岩石在压缩过程中， 会释放很多声发射信号，其中包含岩石地应力的声 发射信号只占声发射信号的一小部分，而且其信号与其他信号混杂，十分难以区分，这也是影响A_ 法测地应力 的重要 响因素%甘肃厂坝铅锌矿位于甘肃陇南市$处于秦岭地 区西成铅锌成矿带的东部$是我国为数不多的超大 型铅锌矿床％厂坝铅锌矿现阶段主要开采区域由李、 厂坝、 东 、 厂坝 大 ， 中厂坝 开 深度 深， 开 IJ /杂， 出现岩爆灾害征兆％而影响小厂坝矿区安全开采的 重要参数地应力的大小及方向还尚未明确，无法采!"#$!2020#02#07作者简介：胡威(1989—)$男，硕士研究生，研究方向！采矿工 艺与矿+安全方面的研究工作，采矿工程师％取针对性的工程措施缓解岩爆征兆，保障小厂坝矿 区的安全％通过采用A_法对矿区的地应力进行测 量$掌握了矿区的地应力分布规律，为后续的岩爆防止措施及开采顺序提供了重要依据％1 声 射测地应力 ?声 射测地应力是%于的 s (Kaiser )效应进行测 的% Kaiser 效应 r 于& &料，是指当一种材料在历史的某一时刻受到了某种 应力水平作用，如果在实验室内对该材料进行应力 加载，在尚未达到历史应力水平时$材料将不会有 声 射 5 声 射很 ， 当超过历史应力水时， 声 射 5大 % 这 了材 的m v % )\， 于& 材 中的 Kaiser 效应 应用于地质 和 工程中， 别是地应力测量中%在地应力测 ， U 方向和\ 水 方向 w r ， 中 方向 重应力方向同， 水 方向\ 分别 ‘—方向的 f00、 /50和900% 了 取的爆 应力作用的 响，爆 应力应力 响的 '， x钻孔前6.钻取的岩芯$对深度6.以后钻取的岩 芯进行取样％对每个方向钻取的岩芯进行加工$对加工好试样进行室内单轴压缩声发射试验$对每个 方向的 Kaiser 效应 进行测 mn % Kaiser 效应) 每 方向的 大应力 ， 对每 方向的 大应力值进行计算$即可得到测试点的地应力状态值，计算公式如下：16!"#$18m2$加max%+)+tan!(2$)%+!*#"mn%#1±#91-#121)2tan2(2$)1+2j"1# an"$)%#0+#0—2#5(2)#01'#901WF!#"max&#"min]w X&B9.s T$ CPa'#01ǃ΅]w00&450[900\B b d9aiser us t s T$CPa'$B X 9sT‘—b d r f%2'R bc"#!‘VW?ij Z$;w NDF |{N&R Z_5X|$VWr.sT X$.d w NDF|x Y5k%l]‘>{N&RZ X |r x2%r Y5$d o p?r.s T]$.sT]'s rAD m$@[}w NDF r Y5% bR V W5@F R850m&800m F R$ 750m中段为待生产中段，这三个中段为小厂坝矿区\\)r9:5@F R%T$=~d\中段布置地应力测点，从而掌握矿区的地应力分%R r r r i Z F1，'方向的照片见图1%表！测点位置及埋深测编号OY深度/m750m1157630.18063708.369735750m1257580.23063828.285745750m1357511.08064012.159755750m1457382.12964049.259760750m1557362.98764154.485730800m1157657.12563694.395680800m1257600.25963822.399685800m1357511.28664000.358700800m1457479.86264087.289710800m1557409.53964163.487705850m1157652.45863745.895650850m1257619.58963847.529665850m1357593.52164060.239660850m1457502.56964115.456650850m1557448.14764023.964670,!klO'的w x.&，A50mm、高度100mm的标准试样。
地应力方向测试标准
地应力方向测试标准一、测试目的地应力方向测试的目的是确定地应力场中最大主应力、最小主应力的方向，为地质灾害的预防和工程设计提供重要依据。
二、测试原理地应力方向测试通常采用应力解除法进行。
该方法通过在岩体表面钻孔，并在孔内安装应力传感器，测量岩体在孔底的应力变化情况。
根据测量结果，可以确定地应力场的主应力方向。
三、测试步骤1. 选取测试点，确定测试位置。
2. 在测试点进行钻孔作业，孔深根据实际需要确定。
3. 在钻好的孔内安装应力传感器，并确保传感器与孔壁紧密接触。
4. 连接数据采集系统，对传感器进行初始化。
5. 进行应力解除试验，记录应力变化数据。
6. 对采集到的数据进行处理和分析。
四、数据处理及分析1. 对采集到的应力变化数据进行整理，提取最大主应力、最小主应力的方向。
2. 利用统计方法对测试结果进行分析，得出地应力场的主应力方向分布规律。
3. 根据分析结果，制定相应的工程措施或地质灾害防治方案。
五、测试结果应用1. 工程设计：根据地应力方向测试结果，合理规划工程设施的布局和结构形式，避免与地应力场发生冲突，提高工程设施的安全性和稳定性。
2. 地质灾害防治：根据地应力场的主应力方向分布规律，制定针对性的地质灾害防治措施。
例如，在断裂带附近应着重防范地震灾害，在地形切割强烈的地区应防范滑坡等地质灾害。
六、测试报告编写1. 测试报告应包括以下内容：测试目的、测试原理、测试步骤、数据处理及分析结果、测试结果应用建议等。
2. 测试报告应简明扼要，重点突出，易于理解。
报告中的数据应准确、清晰，分析结论应客观、中肯。
3. 测试报告应按照规范格式进行编写，包括封面、目录、正文等内容。
报告的格式应统一、规范，以便于存档和查阅。
七、测试质量要求1. 测试点选取要具有代表性，能够反映地应力场的整体特征。
测试点数量应根据实际需要确定，但不应少于三个。
2. 应力传感器安装要牢固，与孔壁紧密接触。
传感器应具有良好的稳定性和灵敏度，能够准确反映应力变化情况。
地应力测试方法范文
地应力测试方法范文一、直接测量法直接测量法是通过测量地层中的地应力来推断地应力状态的方法。
该方法的主要仪器是地应力仪器（如测斜仪、井下探测仪等），常用于孔隙压力、地下水动力学性质的研究。
1.测斜仪法测斜仪法是测定地层应力状态的常用方法之一、该方法通过测量孔眼中绕钻孔轴线的方向偏差，进而推算出应力状态。
测斜仪通常由测斜体、引线和显示零件组成，具有高精度、便携和易于实施的特点。
2.地下水压力测量法地下水压力测量法是通过测量地下水压力来推断地应力状态的方法。
该方法主要应用于地下水动力学性质的研究。
通过在钻孔中安装测水压设备并实时测量地下水压力，可以推算出地应力状态。
二、应变测量法应变测量法是通过测量地下岩体中的应变来推断地应力状态的方法。
其主要仪器为应变仪器（如应变计、压力计等）。
应变测量法的优点是能够较直接地获取地下岩层的力学性质，并能够推断地层中的高低应力区。
1.应变计测量法应变计测量法是通过测量地下岩体中的应变变化来推断地应力状态的方法。
常见的应变计包括电阻式应变计和光弹性应变计。
应变计分为直接应变计和间接应变计两类，具有灵敏度高、应变范围广等特点。
2.压力计测量法压力计测量法是通过测量地下岩石中的压力变化来推断地应力状态的方法。
常见的压力计有沉静孔隙水压力计、曲奇应变片动态压力计和碳电极蠕变应变计。
压力计法主要应用于岩石力学性质研究和地下工程中的监测。
三、地震法地震法是通过地震波的传播和反射特性来推断地层中的地应力状态的方法。
这种方法的优点是可广泛适用于大区域的应力研究，且可以进行三维或四维应力分析。
1.地震勘探法地震勘探法是通过地震波的传播和反射特性来推断地层中的地应力状态，使用地震仪器进行地面或井孔上的测量。
该方法主要用于地震工程中的应力分析和地下结构物的合理布置。
2.岩石应力应变试验法岩石应力应变试验法利用地震波的传播和反射特性测量地下岩石中的应力应变状态。
试验方法可以是动态试验或静态试验，包括斜拉试验、压缩试验和剪切试验等。
赵楼煤矿西翼巷道围岩地应力测试实施方案
兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿西翼巷道围岩地应力测试实施方案兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿济南贝克矿山工程技术有限公司二零一一年八月矿井所在地：山东省菏泽市巨野县矿井名称：兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿提交实施方案时间：2011年08月项目承担单位：兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿济南贝克矿山工程技术服务有限公司项目负责人：赵楼煤矿：李秀晗济南贝克公司：孙守增方案编制单位：济南贝克矿山工程技术服务有限公司方案编制人员：郑元忠张锋孟庆帅王明卓目录前言 (1)1 项目实施的目的意义 (2)1.1 地应力研究的意义 (2)1.2 煤矿开采中的地应力 (2)2 地应力测量原理及测试方法 (4)2.1 地应力测量现状 (4)2.2 地应力测量原理及方法 (7)2.3 应力解除法实测的主要过程 (8)3 项目实施的目标及主要内容 (10)3.1 项目实施的目标 (10)3.2 项目实施的主要内容 (10)4 项目实施方案 (11)4.1 项目实施步骤 (11)4.2 原岩应力实测的工程目的 (11)4.3 原岩应力测点布置 (11)4.4 原岩应力现场测试步骤 (14)4.5 原岩应力分布规律总结 (14)5 现有技术基础及条件 (15)5.1 企业简介 (15)5.2 地应力及巷道支护工作开展情况 (15)5.3 企业法人营业执照 (16)5.4 地质勘查资质证书 (17)6 项目组织与实施进度计划 (18)6.1 承担单位和协作单位 (18)6.2 进度安排 (18)前言对矿山开采而言，地应力是引起采矿工程围岩与支护变形、破坏、产生矿井动力现象的根本作用力，在诸多影响采矿工程稳定性的因素中，地应力是最主要和最根本的因素之一，准确的地应力资料是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳定性分析和计算、矿井动力现象区域预测、实现采矿决策和设计科学化的必要前提条件。
为了对矿井进行合理的开采设计和施工，首先应对影响矿井开采稳定性的各种因素进行充分的调查和分析，只有这样，才能作出技术合理、施工安全和经济效益好的工程设计和施工方案。
地应力测量方法
地应力测量方法地应力测量方法地应力测量方法1.水压至裂法水压致裂法地应力测试是通过在钻孔中封隔一小段钻孔，然后向封隔段注入高压流体，从而确定原位地应力的一种方法。
水压致裂法的2种方法试验设备相同，都有封隔器、印模器，使用高压泵泵入高压液体使围岩产生新裂隙或使原生裂隙重张。
常规水压致裂法(HF法)HF法是从射井方法移植而来，假定钻孔轴向为1个主应力方向，岩石均质、各向同性、连续、线弹性，采用抗拉破坏准则，在垂直于最小主应力方向出现对称裂缝，其仅能测得垂直于钻孔横截面上的二维应力。
在构造作用弱和地形平坦区，垂直孔所测结果可代表2个水平主应力，垂直应力约等于上覆岩体自重，裂缝方位为最大水平主应力方位。
HF法测试周期短，不需要岩石力学参数参与计算，适合工程初勘阶段，不需试验洞，可进行大深度测量，是目前惟一一种可直接进行深部地应力测定的方法。
通过对HF法的改进，德国大陆科学深钻计划(KTB)在主孔6 000 m和9 000 m 处已成功获得了地应力资料。
HF法是一种平面应力测量方法，为获得三维应力，YMizutaI和M KuriyagawaE提出3孔交汇地应力测量，我国长江科学院和地壳所也进行了大量的测试。
但研究表明，当钻孔轴向偏离主应力方向，其结果就有疑问，要精确获得三维地应力较困难。
为此，文献[7]基于最小主应力破坏准则，对3孔交汇HF法测试理论进行了完善，其有助于提高测量结果的计算精度，但还有待足够的测量数据来验证。
原生裂隙水压致裂法(HTPF法)HTPF法是HF法的发展，其要求在含有原生节理和裂隙的钻孔段进行裂隙重张试验以确定原位应力。
HTPF法假定裂隙面是平的，且面上应力一致。
对于深孔三维地应力直接测量，HTPF法可进行大尺度的地壳地应力测试，很有发展前途。
HTPF法同HF法相比，假设少，不需考虑岩石破坏准则和孔隙水压力，在单孔中便可获得三维地应力。
但用HTPF法测试费时，且裂隙产状和位置的确定误差都可降低计算精度。
煤矿地应力测量
时 ，切眼和收作线位置标高较
复杂地质条件下探放采空区积水方法
赵 永
（ 皖北煤 电集 团前岭 煤矿 ）
高， 采空区内部容易积水。
采空区水文地质条件及积 水范围、 积水量的确定。首先对 采空区进行地质及水文地质分 析， 包括采空区内积水范围、 开 采高度及充水系数。 依据掘进时 的标高起伏变化， 判断积水水位 标高， 分析煤层顶板岩性组合特
计算出采空区积水量。计算公式如下： Ｑ ＝
受煤层走向、 工作面布置方式及地质 Ｋ ｖ ； （ 式中 Ｑ 一 积水量， ｍ ３ ； Ｋ 一 充水系数 ， 取
西， 煤层倾角为 ２ ５ 。 ， 最大倾角为５ ０ 。 。 工作 构造影响， 采空区积水主要有以下特点： 向 ０ ． ２ ５ — ０ ． ５ ： Ｖ 一 积水区空间体积） 。 二、 确定 探放水 方 案 面为走向长壁后退式开采。工作面自上而 斜穿过采空区时， 两端高中间低， 积水容易 下布置，故上一工作面采空区积水会影响 汇聚在向斜轴部 ： 采空区位于向斜轴一翼
石应力测定的建议方法》 、 《 工程岩体试验方 计与钻孔岩壁的空隙。
法标准｝ ｝ （ Ｇ Ｂ ｆ５ ０ ２ ６ ６ － ９ ９ ） 和《 水利水电工程 岩石试验规程） （ Ｓ Ｌ ２ ６ ４ － － ２ ０ ０ １ ） 进行。 现场操作步骤如下。
前岭煤矿位于淮北市烈山区古饶镇境 到下一工作面的安全掘进和回采。
征．确定采空区充水系数圈定采空区积水
内， 井田面积约为 ８ ． ２ ｋ ｍ， 于１ ９ ８ ３ 年投产． 历经 ３ ０ 年的开采， 煤炭资源日渐枯竭。由
于张井孜向斜穿过矿井，向斜走向近乎东
一
、
采 空区积水 特点
地应力测试方案
地应力测试方案山东科技大学1 地应力测试的目的与意义1.1 地应力测试的目的与意义1.2 地应力的成因与分布特点1.3 地应力测量方法2 空心包体应力计地应力测量原理与方法2.1 空心包体应力计的结构2.2 空心包体应力计地应力测量原理2.3 地应力分量与方向的计算3地应力测量工作计划3.1 空心包体应力计地应力测量现场施工方法3.2 地应力测量地点选择要求3.3地应力测量工作计划3.4 需要现场所做的配合工作1 地应力测试的目的与意义1.1 地应力测试的目的与意义地应力通常也称为原岩应力，是指岩土体内一点固有的应力状态。
地应力是引起矿山、水利水电、土木建筑、铁路、公路和各种地下或露天岩土开挖工程变形和破坏的根本作用力。
地应力是地壳地层力学状态最基础的原始数据，是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定分析、岩土工程开挖设计和决策所必须的原始资料。
就采矿工程而言，地应力的大小和方向对井巷断面形态优化、方位的合理选择及巷道支护等都是重要的科学依据。
传统的岩石工程开挖设计和施工一般是根据经验进行的。
在开挖活动的规模和深度较小时，经验类比方法是有效的。
但是随着开挖规模的不断扩大和逐步向深部发展，特别是在大型矿山、大型水电站、大坝、大断面地下隧道、地下峒室以及高陡边坡等出现后，经验类比方法就逐渐失去了作用，单纯依据经验开挖施工，就不足以保障地下工程的稳定性。
地下岩体工程的稳定性，主要取决于围岩的强度、岩体的应力状态和支护体的支护能力。
为了保障地下岩体工程的稳定性，就必须对影响工程稳定性的各种因素进行充分的调查研究。
只有详细了解了这些工程影响因素，并通过定量计算和分析，才能做出既经济又安全的工程设计。
在诸多影响因素中，岩体的地应力状态是重要因素之一。
对矿山井巷工程而言，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定巷道的方向、最佳断面形状、尺寸、开挖步骤、支护形式和支护参数等。
由于各种岩体开挖的复杂性和多样性，利用解析理论方法进行工程稳定性分析和计算是十分困难的。
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-矿山地应力测试工作方案省XXXXXX勘察院2015年4月目录1 前言 (2)2 地应力的基本原理 (2)2.1 地应力的基本概念 (2)2.2 地应力的组成部分和影响因素 (3)2.3 地应力场的变化规律 (5)2.4 我国地应力场的区域划分 (8)3 水压致裂法试验介绍 (9)3.1 水压致裂法基本原理 (9)3.2 水压致裂法地应力测量的主要设备 (14)3.3 水压致裂法测试步骤 (15)4 测试结果 (17)4.1 参数确定 (17)4.2 现场实测 (18)5 测试成果综合分析 (21)5.1 试验结果的可靠性分析 (21)5.2 最大水平主应力的量级 (21)5.3 最大水平主应力的方向 (21)5.4 侧压系数及应力构成分析 (21)5.5 分析最大、最小水平主应力与岩层深度的关系 (22)6 地应力场反演分析 (23)6.1 有限元数学模型多元回归分析法基本原理 (24)6.2回归结果分析 (25)1 前 言地应力是引起采矿和其他各种地下或露天岩土开挖工程变形和破坏的根本作用力，是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析，实现岩土工程开挖设计和决策科学化的必要前提。
地应力是所有地下工程，包括地下采场、巷道地压显现的根本来源。
地应力是存在于地层中的天然应力，也称原岩应力。
在没有开挖工程扰动的情况下，岩体处于原始平衡状态。
地下巷道或采场的开挖，打破了原始平衡状态，导致地应力的释放，从而引起岩体的变形和向自由面的位移，引起围岩应力的重新分布。
围岩的过量位移和应力集中将导致围岩局部的或整体的失稳和破坏，这就是地压形成的过程和机理。
因此，从本质上来定义，地压就是岩体因受开挖扰动而产生的力学效应。
它与岩体的受力状态、岩体结构和重量、岩体物理力学性质、工程地质条件以及时间等因素有关。
2 地应力的基本原理2.1 地应力的基本概念蓄存在岩体部未受扰动的应力，称之为地应力(Insitu stress 或Geostress)，它是岩体中存在的一种固有力学状态，是岩体区别于其它固体如土体的最基本特征。
地应力的概念最早是由瑞士地质学家海姆(Heim ，1905-1912)提出。
他认为，岩体中有应力存在，并处于近似静水压力状态。
应力的大小等于上覆岩体的自重，即岩体中各个方向的应力均等于H γ(γ为岩体的重度，H 为研究点的深度)。
此后，金尼克(1926)又根据弹性理论分析，假定岩体是均匀、连续的弹性介质，提出岩体的铅垂应力为H γ，而水平应力应等于H γμμ-1的假说(μ为岩石的泊松比，μμ-1为侧压系数)。
按照金尼克的理论，海姆假说只是金尼克假说在5.0=μ时的一个特例。
然而，随着地应力现场实测资料的积累，表明在浅层的地应力并不符合海姆和金尼克假说。
瑞典哈斯特(Hast.N)于1952-1953年应用压磁式应力计在斯堪的纳维亚半岛的4个矿区进行了地应力实验。
结果表明，实测的水平应力普遍比铅垂应力要高。
此后，许多国家相继发展了多种在钻孔中测量地应力的方法，也都得到了相似的结论。
1978年霍克和布朗(Hoek & Brown)在研究了大量的实测地应力资料后指出，一般而言，岩体结构中的铅垂向地应力主要由上覆岩体的自重产生，水平向地应力介于同一深度的铅垂向地应力分量的一半到3倍左右，深部岩体(距地表千米以上)的应力状态，比较接近海姆假说。
2.2 地应力的组成部分和影响因素地应力主要由五个部分组成，即岩体自重、地质构造、地形势、剥蚀作用和封闭应力。
自重应力是地心对岩体的引力。
地质构造运动引起的应力，包括古地质构造运动应力和新构造运动应力，前者是地质历史上由于构造运动残留于岩体部的应力，也称构造残余应力；后者是现今正在形成某种构造体系和构造型式的应力。
地形势与剥蚀作用引起的应力仅仅表现在局部的应力场会受到影响。
例如，高山峡谷或深切山谷底部的应力往往比较集中；地表剥蚀会使该处地应力的铅垂方向分量降低得较多，而水平分量基本保持不变。
封闭应力是地壳经受高温、高压引起的岩石变形时，由于岩石颗粒的晶体之间发生摩擦，部分变形受到阻碍而将应力封闭在岩石之中，并处于平衡状态，即使卸载，其变形往往不能完全恢复，故称封闭应力。
一般认为，浅层岩体中地应力的分布有以下5个方面的影响因素。
2.2.1 地质构造对地应力的影响☆地质构造对地应力的影响主要表现在影响应力的分布和传递方面；☆在均匀应力场中，断裂构造对地应力量值和方向的影响是局部的；☆在同一地质构造单元，被断层或其它大结构面切割的各大块体中的地应力量值和方向均较一致，而靠近断裂或其它分离面附近，特别是在拐弯处、分叉处及两端，因为都是应力集中地带，其量值和方向均有较大变化；☆在活动断层附近和地震区，地应力的量值和方向均有较大变化。
2.2.2 地形地貌和剥蚀作用对地应力的影响地形地貌对地应力的影响十分复杂，至今没有统一的结论。
剥蚀作用对地应力有显著的影响。
剥蚀前，岩体存在一定量值的铅垂应力和水平应力。
剥蚀后，铅垂应力降低得较多，而水平应力降低得比较少，基本上保持原来的应力量值。
2.2.3 岩石力学性质对地应力的影响从能量积累的观点来看，岩体地应力是能量积累与释放的结果。
岩体地应力的上限必然受到岩体强度的限制。
因此，岩石力学性质对地应力的影响是显而易见的。
杰格尔(Jaeger)曾提出地应力与岩石的抗压强度成正比的概念。
光煜、白世伟通过大量的统计资料提出用岩体弹性模量(E)来评价岩石力学性质与地应力的关系。
统计结果表明，E=50GPa以上的岩体，岩体中的地应力一般为10－30MPa, 而E小于10GPa的岩体，地应力很少超过10MPa。
他们的统计结果还表明，在相同的地质环境中，当岩体的弹性模量分别2GPa和100GPa时，地应力值分别为3MPa和30MPa。
因此，弹性模量较大的岩体有利于地应力的积累，其地应力值也往往较高。
2.2.4 水对地应力的影响水对岩体中地应力的影响是显而易见的。
由于岩体中水的存在而形成的岩石孔隙水压力于岩石骨架承受的应力共同组成岩体的地应力。
因此，孔隙水压力高的地区，岩体地应力的量值也会相应增加。
2.2.5 温度对地应力的影响岩体温度对地应力的影响主要表现在两个方面：地温梯度和岩体局部受温度影响。
一般而言，岩体温度应力为压应力，并随深度的增加而增加，因此，随着地温梯度的增加，地应力的量值有增加的趋势。
当岩体局部受温度影响时，由于温度分布不均匀，会产生收缩和膨胀，导致岩体部产生应力，影响岩体的地应力量值。
2.3 地应力场的变化规律由于地应力的非均匀性以及地质构造、地形和岩体力学特性等的影响，地应力的变化规律没有明显的确定性。
但从实测资料来看，浅层(深度小于3000米)地应力总体上遵循如下的规律：2.3.1 地应力是一个相对稳定的非稳定应力场岩体中地应力除地壳深层外，绝大多数是以水平应力为主的三向不等压的三维应力场。
三个主应力的量值和方向随着空间位置和时间的变化而变化。
地应力在空间上的变化程度，就一个小围来讲，例如一个水利枢纽工程或矿山工程，地应力的量值和方向从一个地段到另一个地段发生变化。
但对大的区域整体而言，地应力的变化特别是最大主应力的方向是不大的，例如，我北地区，地应力的主导方向为北西西和近东西向。
地应力的量值和方向在时间上的变化，就人类工程活动所延续的时间而言，变化是缓慢的，可以忽略不计。
2.3.2 实测铅垂应力基本上等于上覆岩层重量布朗(Brown)在总结世界上大量的地应力现场实验资料表明，在深度为25~2700米围，地应力的铅垂向分量基本上等于上覆岩层重量，除少数实验点偏离较远之外(分散度小于5%)，其随深度的变化按照岩石重度成线性增加，如图4.1所示。
2.3.3 水平应力分量普遍大于铅垂应力分量国外地应力现场实验结果表明，在较浅地层中，地应力的水平向应力分量绝大多数大于铅垂向分量。
最大水平向应力与铅垂向应力比值(侧压系数)一般为0.5~5.5，大部分在0.8~1.2之间。
最大值甚至达到30或更大。
目前，国外习惯采用两个水平方向应力的平均值av h .σ与铅垂向应力的比值v σ的比值来表示侧压系数。
此比值一般在0.5~5.0之间，我国的实测值大多数在0.3~3.0之间，如表3.1所示。
表3.1 v av h σσ/.的统计结果2.3.4 平均水平应力与铅垂应力比值(侧压系数λ)同深度之间关系侧压系数v av h σσ/.是表征地区地应力特性的主要指标之一。
一般而言，该值随深度增加而减小，但在不同区域，有较大差异。
布朗(Brown)根据图3.1的统计结果提出下式来描述这种变化趋势：5.015003.0100+≤≤+H H λ (1) 已有的现场实验资料也表明（图3.2），在钻孔深度较浅(小于1000米)时，λ比较分散，数值也较大。
随着深度的增加，λ的分散减小，并且向趋于1附近集中，类似前述的海姆假说的静水压力状态。
2.3.5 最大水平主应力方向与地质构造的关系岩体中现存的最大水平主应力方向主要取决于现在的地质构造应力场。
现场实验结果表明，最大主应力方向与地质构造的关系十分复杂，有的地区最大主应力场方向与构造线垂直，有的则平行。
图3.1 地应力的铅垂向分量随深度的变化规律图3.2 地应力的侧压系数随深度的变化规律2.4 我国地应力场的区域划分根据大量的现场实验结果，我国地应力场的最大水平主应力方向有较明显的分区特征，如图3.3所示。
华北地区，主压应力方向以太行山为界，太行山以东的华北平原及其周边山区，其主压应力方向为近东西向；太行山以西，主压应力方向近东南。
岭构造带以南，主压应力方向为北西西至北西向。
东北地区主压应力方向以北东东为主。
西部地区测得的主压应力方向以北北向为主，个别近东南方向。
地应力量值在我国的东西部地区有较大的差别。
东部地区的地应力量值比较低，在300m深度，一般地应力最大值为8MPa左右。
西部地区，地应力量值比较高。
例如，在二滩水电站实测的水平最大主应力量值在山谷应力集中处高达40-65MPa。
图3.3 我国地应力场的最大水平主应力方向分布3 水压致裂法试验介绍国际岩石力学学会测试方法委员会1987年颁布了“测定岩石应力的建议方法”。
包括USBM型钻孔孔径变形计的钻孔孔径变形测量法、CSIR(CSIRO)型钻孔三轴应变计钻孔孔壁应变测量法、水压致裂法和岩体表面应力的应力恢复测量法。
与其它三种测量方法相比，水压致裂法具有以下其它优点：☆测量深度深；☆资料整理时不需要岩石弹性参数参与计算，可以避免因岩石弹性参数取值不准引起的误差；☆岩壁受力围较广(钻孔承压段程度可达1-2米)，可以避免“点”应力状态的局限性和地质条件不均匀性的影响；☆操作简单，测试周期短。
因此，水压致裂法广泛地应用于水电、交通、矿山等岩石工程以及地球动力学研究的各个领域。