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        水壓致裂法
        聲發(fā)射法
        滯彈性法

水壓致裂法地應(yīng)力測量


       北京巖谷科技有限公司國內(nèi)唯一能夠開展水壓致裂法、應(yīng)力解除法、聲發(fā)射法以及滯彈性應(yīng)變恢復(fù)法地應(yīng)力測試和設(shè)備研發(fā)的單位,承接各類工程各種方法的地應(yīng)力測試、設(shè)備研發(fā)與應(yīng)力場分析業(yè)務(wù)。

       水壓致裂法地應(yīng)力測試,是二十世紀(jì)70年代發(fā)展起來的能夠測量地殼深部應(yīng)力可靠而有效的方法。該方法是2003年國際巖石力學(xué)學(xué)會試驗(yàn)方法委員會頒布的確定巖體應(yīng)力建議方法中所推薦的方法之一。常規(guī)水壓致裂法通過把高壓水泵入到由封隔器隔開的試驗(yàn)段中使孔壁開裂,根據(jù)彈性力學(xué)的理論便可求得水平面內(nèi)的最大、最小主應(yīng)力的大小和方向。本質(zhì)上,它是一種二維地應(yīng)力測量方法,為直接法,特別適用于隧道的勘察階段。其突出優(yōu)點(diǎn)是可連續(xù)測試深部巖體地應(yīng)力狀態(tài),缺點(diǎn)是要求鉆孔巖體完整,精度偏低。

        基本假設(shè):

       (1)巖體是線性、均勻和各向同性的彈性體;

       (2)巖體的滲透性符合達(dá)西定律;

       (3)巖體中三個主應(yīng)力有一個為豎直方向。

        設(shè)備組成:

       (1)鉆機(jī)及鉆具;

       (2)高壓泵站;

       (3)數(shù)據(jù)采集記錄儀;

       (4)三維電子定向儀;

       (5)井下?lián)Q向裝置;

       (6)組合過濾;

       (7)泄水裝置;

       (8)順序閥;

       (9)致裂單元;

       (10)封隔器;

       (11)印模器或鉆孔成像設(shè)備;

       (12)標(biāo)準(zhǔn)壓力表和壓力變送器;

       (13)標(biāo)準(zhǔn)流量表和流量變送器;

       (14)連接配件;

       (15)安裝工具等。

        測試步驟:

       (1)標(biāo)定測試系統(tǒng),確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

       (2)檢查測試系統(tǒng),要求每個接頭不得有點(diǎn)滴泄漏。

       (3)選擇試驗(yàn)段,要求鉆孔完整、孔壁光滑、孔徑一致。

       (4)下放設(shè)備:用鉆桿或鋼絲繩將串聯(lián)封隔器等測試設(shè)備放置至測試深度。

       (5)座封:通過井下單回路換向裝置或雙回路加壓系統(tǒng)緩慢加壓串聯(lián)封隔器,使其膨脹并與孔壁緊密接觸,形成壓裂試驗(yàn)段。若采用雙回路加壓系統(tǒng),應(yīng)跟蹤監(jiān)測壓裂過程中座封壓力的變化。

       (6)壓裂:啟動高壓泵以恒定流量向壓裂試驗(yàn)段注壓,同步采集壓力數(shù)據(jù)并實(shí)時顯示壓裂曲線。

       (7)關(guān)泵:依據(jù)壓裂曲線判斷破裂產(chǎn)生或原生裂隙張開后即可關(guān)泵,觀測破裂面漸趨閉合過程中壓力變化。

       (8)卸壓:壓裂縫閉合后,壓力下降漸趨緩慢,并最終保持穩(wěn)定后完全卸壓,使壓力管路與大氣連通,完成壓裂循環(huán)。

       (9)循環(huán)加壓:在測試過程中,通常按本條6~8款繼續(xù)進(jìn)行3~5個加壓、卸壓循環(huán),以便取得合理的應(yīng)力參量以及準(zhǔn)確判斷巖石的破裂和裂縫的擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。

       (10)解封:壓裂完畢后,通過控制系統(tǒng)解除封隔器內(nèi)壓力,封隔器收縮恢復(fù)原狀,提至地面。

       (11)印模:下放定向印模器并加壓至裂縫被重新張開,印模器表面的軟橡膠擠入裂縫,使膠筒表面留下裂縫印痕,據(jù)此判定地應(yīng)力方向。

        現(xiàn)場照片: