荒沟蓄能电站地下厂房地应力状态与工程稳定性研究

为了解黑龙江荒沟抽水蓄能电站地下厂房区应力状态 ,在探洞内布置了 4个地应力测点 ,利用空芯包体应力计进行地应力测量。测量结果表明 :最大主应力近于水平 ,最大主应力量值为 9.6MPa ,最大主应力方向为N78°W。根据实测结果对该区应力作用特征进行了分析 ,测量结果与现今区域构造应力场相吻合。在地应力实测和岩石力学性质试验基础上 ,对地下厂房周边应力状态进行了有限元分析 ,为地下厂房轴线的选择提出了建设性意见。     

大伙房水库输水隧洞地应力场特征

为了解大伙房水库输水隧洞地应力场分布对洞室围岩稳定性的影响,采用地质力学方法研究了该区构造形迹特征,阐明了地应力场演化特征,首次将应力场演化划分为4个期次,并结合实测地应力数据建立了工程区地应力场分布模型。结果表明该区是以水平残余构造应力为主的中应力区,最大水平主应力方向为近EW,与洞轴线夹角为39°~46°,对围岩稳定性影响较大。     

淮南矿区深部地应力场特征研究

利用水压致裂法和套孔应力解除法对淮南矿区-500～-1 000 m深度范围内的12个矿井进行了地应力测量,取得了19个有效测点的数据。数据分析表明：（1）淮南矿区深部地应力场以水平应力为主,构造应力占绝对优势,属于典型的构造应力场类型;（2）地应力量级属高应力水平;（3）垂直主应力、最大及最小水平主应力随深度的增加均呈增大趋势;（4）侧压系数 随深度增大而减小,地应力场有从大地动应力场型向准静水压力场型过渡的趋势;（5）侧压比 的回归曲线分布于Hoek-Brown内外包线带内,且变化趋势与Hoek-Brown曲线相似,但与Hoek-Brown曲线相比,回归曲线 值偏小;（6）最大水平主应力与最小水平主应力的比值范围为1.12～2.02,其中68.42%的测点分布在1.67～2.02之间;（7）最大水平主应力方位为NEE－EW向。最后探讨了淮南矿区地应力与地质构造的关系,分析认为,矿区最大主应力方向与构造运动密切相关,矿区现今构造应力场最大主应力方位与实测最大水平主应力方位大致吻合。     

塔里木盆地大北气田构造应力场解析与数值模拟

构造应力场研究对于塔里木盆地大北气田的开发具有重要理论与现实意义。通过区域断裂与背斜长轴走向、钻井诱导缝走向与井壁坍塌方位分别确定了古、今构造应力场的方向,采用测井资料计算了古、今构造应力场的大小。在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件建立了大北气田主体气藏区大北102区块和大北201区块的地质模型,并通过测井资料计算及动静态转换确定岩石力学参数,利用构造应力场解析结果确定边界条件,进行了大北气田古今构造应力场的数值模拟,分析了构造应力场的分布规律以及构造应力场与构造裂缝和产能的关系。结果表明:大北气田古、今水平最大主应力方向分别约NNW336°和NWW305°,应力大小分别具有σHσhσv和σHσvσh的特征,分别属于Ⅱ类和Ⅲ类地应力;主应力和主差应力在平面上表现为背斜高部位为低值、翼部为高值,纵向上随深度增加而增大;构造裂缝的走向受控于水平最大古构造应力方向,与现今水平最大主应力方向近似平行或呈小角度相交,构造裂缝可沿走向继续延伸,开度也不会因构造挤压作用大幅降低,有效性可得到很好的保存,气藏区构造裂缝发育程度与主差应力的大小呈正相关关系;背斜高点是构造应力的低值区,油气在应力势差和浮力的共同驱动下聚集成藏,其中主差应力较大的井点构造裂缝较发育,无阻流量较高,因此在背斜高点主差应力较大的区域部署井位,有较大概率获得天然气的高产。     

沿淮地区的现代应力场及其对井巷工程稳定性的影响

沿淮矿区,在工程施工中,由于对现代地应力场的研究处于初始阶段,且缺乏现代地应力测试技术。该区在现代应力场作用下,井巷工程稳定性破坏直接损失达千万元以上。因此,本文通过震源机制解,邻区的绝对地应力量测岩石圈层的构造应力与地幔对流情况,并结合遥感影象的共轭线性体构造的主应力轴方位解技术方法,较全面地分析、预测了该区的现代应力场特征。该区现代构造应力场最大主压应力方位在N30°—60°E范围之内。它是沿淮矿区井巷工程稳定性严重破坏的重要因素之一,而且是第一性的。     

川西郭达山隧道水平孔地应力测量与工程意义

新建川藏铁路穿越鲜水河活动构造带,沿线构造应力场极其复杂,隧道围岩工程破坏问题突出。为了揭示该区构造应力场特征,为深埋隧道设计、施工提供基础参数,采用新型水压致裂地应力测量系统在川西郭达山隧道水平孔获得10段有效地应力测量数据,最大测量深度达508.10 m,创造了水平孔地应力测量最深记录。测量结果表明,在148.4~508.1 m测量深度范围,郭达山隧道水平孔截面上最大主应力值为3.59~13.72 MPa,最小主应力值为3.28~8.36 MPa。根据印模实验结果,除浅部钻孔截面上最大主应力倾角较大外,深部钻孔截面上最大主应力倾角近水平。根据地应力状态将0~280 m段划分为应力释放区,280~330 m段为应力集中区,大于330 m段为原地应力区。基于地应力测量结果对郭达山隧道水平孔围岩稳定性进行了预判分析,在孔深292.9 m、508.10 m处隧道围岩有轻微至中等程度岩爆可能,其余段无岩爆可能性。     

延川南区块古构造应力场特征及其反演方法

古构造应力控制煤层构造发育程度及其分布,影响煤层储层渗透性。通过现场对煤层及其上覆岩层中节理裂隙的实测,并应用赤平投影方法将实测节理裂隙进行分期和配套分析,研究了延川南区块构造演化规律、古构造应力场特征和古构造应力的反演方法。根据摩尔库伦破裂准则,通过共轭剪断裂破裂角的大小变化来估算古构造应力场主应力值。利用ANSYS有限元软件,模拟了本区两期古构造应力场分布,揭示出其古构造应力场的分布规律为:燕山期构造应力场最大主应力值由东南区域的70~80 MPa逐渐降至西北区域的20~30 MPa;喜马拉雅期构造应力场最大主应力值由东北区域的60~70 MPa逐渐降至西南区域的20 MPa。      

鄂尔多斯盆地东部晚侏罗世-早白垩世应力场

鄂尔多斯盆地是近年研究的热点区域.以鄂尔多斯盆地东部上古生界在燕山运动主幕期间 (晚侏罗世-早白垩世) 的应力场量化研究为目标,以期为应力场数值模拟及储层裂缝预测提供边界条件.通过盆地边界同构造期构造形迹应力反演和地层剥蚀量恢复结果探讨了晚侏罗世-早白垩世三轴应力状态及水平最大主应力方向;基于泥岩压实曲线及Newberry力学模型计算了附加构造应力及垂直地应力,进而获得了研究区上古生界在晚侏罗世-早白垩世的三轴主应力大小及差应力值.研究结果显示,研究区在燕山运动主幕期间最大主应力近水平,方向为SEE98°,中间主应力近竖直,最小主应力为NWW方向;上古生界储层 (平均恢复埋深为4 600 m) 在燕山运动主幕的三轴主应力大小分别为93.2~101.3 MPa、65.8~67.2 MPa、53.1~53.6 MPa,差应力为40.1~48.0 MPa.研究结果为区域构造应力场数值模拟、储层裂缝预测及裂缝型油气藏有利区优选等油气勘探工作提供了必要的基础.      

酒店垭-桑木场构造须家河组节理发育特征与应力场解析

川东南构造应力应变以及构造期次的划分,是近年来四川盆地演化分析的重点研究对象。明确其构造演化与古应力场关系对于后期深化研究四川盆地边缘应力演化、指导本地区油气勘探具有重要意义。通过对酒店垭-桑木场背斜两翼须家河组露头观测到452组节理进行处理、统计、分析,利用传统的构造几何学分析方法、磷灰石裂变径迹以及声发射实验并结合相关区域构造演化史资料,分析了研究区裂缝发育期次以及古构造应力场。结果表明：该区主要为两套构造节理,分别为近NW—SE向和近NE—SW向两期主构造应力作用形成的节理;研究区自三叠纪之后发生了至少两期以上对该地区具有重大影响的构造运动：第一期为燕山运动中—晚期,最大主应力轴方向为133°,主要形成NE、NNE向断裂体系,构造规模较大、断裂发育;第二期为燕山运动末期-喜马拉雅运动早期,最大主应力轴方向为51°,主要形成NW向构造体系,构造规模较小、断裂仍较发育。     

山东济阳坳陷桩海地区井旁构造应力场分析

山东济阳坳陷构造特征复杂,利用地震勘探方法预测潜山裂缝的难度大。由于构造裂缝主要受控于构造应力场,从构造应力场分析入手预测构造裂缝发育规律是十分有效的手段。利用电阻率成像测井资料对济阳坳陷桩海地区井下构造应力场进行研究,研究结果表明：该区井下应力场十分复杂,井旁构造受断层影响较大,各层段地层倾向和裂缝方位变化较大;桩海北部地区现今最大水平主应力的方向为北西西-南东东向,桩海南部地区现今最大水平主应力的方向为北东东-南西西向。     

地壳应力值的估算方法

本文提出了不通过地应力测量,确定工程岩体地应力值的断裂判据法和地震波断裂力学反演法。断裂判据法仅需确定野外最新构造体系断裂参数和岩体物理力学参数,便可确定不同新构造活动区的现代地应力值或下限值。地震波断裂力学反演法仅需要收集地震资料,测定岩体物理力学参数,便可确定区域平均剪应力τ_0;结合现代地应力场类型和最大主应力方向,可确定主应为值。     

鄂尔多斯地块南缘地应力测量研究

利用水压致裂法得到的地应力测试数据对鄂尔多斯地块南缘地壳浅部地应力分布规律及断层活动性进行研究。结果表明:（1）两个水平主应力随深度线性增长,应力梯度分别为0.032和0.021,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为S_H > S_h > S_V,该应力状态有利于断层发生逆断层活动,与1556年华山大地震的发震正断层的性质不同;（2）研究区的最大水平主应力方向为北南-北北西向,与区域速度矢量场方向一致,与其他资料解译的区域构造应力方向有一些差异,主要是受鄂尔多斯地块周缘断层活动的影响;（3）利用Mohr-Coulomb准则及Byerlee定律,摩擦系数取0.6~1.0,对研究区的地应力状态进行分析,发现鄂尔多斯地块南缘的测点未达到或超过地壳破裂极限状态,不存在断层失稳或地震等其他形式的地壳活动,处于较稳定地壳应力状态;（4）实测数据为该区补充了新的地应力测量资料,研究结果为该区工程设计及建设、构造应力场数值模拟提供了边界条件,对于该区地质灾害评价、地壳稳定性以及大陆动力学的研究具有重要意义。      

三峡库首区现今构造应力场的形成体制分析

本文从地质、地震、形变、地应力测量等方面对三峡库首区现今构造应力场进行了系统的分析和论证,并用数值模拟进行了验证,认为三峡库首区现今构造应力场属于纯剪切变形体制,即:在来自西部NE-SW方向主压应力挤压的基础上,同时叠加有因江汉-洞庭盆地拉张而引起的NWW-SEE向主张应力的作用,这两种力源近于直交,可以分别作为研究区现今构造应力场的主压应力(σ₁)和主张应力(σ₃).      

河西金矿构造控矿特征及成因机制初探

河西金矿床成矿构造位置独特,矿体复杂.文章从控矿构造成因人手,研究了河西金矿床控矿构造的形成、发展和演化,指出了河两金矿床控矿构造系统是在不同于主应力场的局部应力场作用下形成的,不同方向的矿体也是在同一时期、同一应力场作用下,在不同性质的构造裂隙的引张部位形成的.     

测井信息在前陆挤压区地应力分析中的应用

中国西部前陆盆地主要以挤压构造应力为主,地表与地下构造异常复杂.在油气的勘探与开发过程中既需要精细的地应力研究与预测,也需要简单易行、经济实用的近似方法.本文通过对稳定构造地区与挤压构造区地球物理测井信息的深度域特征进行分析和对比,提出了一种基于测井信息来计算最大岩石主应力的统计模型法.应用该方法对塔里木盆地库车山前挤压应力区进行了实际计算,其结果与实验结果相符.在此基础上对山前挤压区地应力与油气藏分布的关系进行了探索.      

晋南地穹列煤层气赋存区构造应力分析

根据晋南地穹列构造型相分析，恢复了4期应力场：①地洼初动期（印支期）近S－N水平挤压；②地洼激烈期（燕山期）NWW－SEE水平挤压；③地洼余动期（喜山早期）NNE－SSW水平挤压；④地洼余动期（喜山中期）NW－SE、NWW－SEE近水平伸展。其现代构造应力场以NW－SE向伸展应力场为主，但在沁水地穹则表现为NEE－SWW向近水平挤压应力场。有限元模拟分析证实：此局部挤压应力场的动力来源于挽近地质时期太行山和霍山的隆起与抬升，临汾地洼和太原地洼中的伸展应力场则与地洼壳体下部慢源物质逸散所导致的侧向拉伸有关。区内应力降的分布特点与晋南地穹列断裂构造发育程度具有良好的对应相关性，在高应力降区，单位体积煤层气含量显著高于其它地区。模拟主应力差等值线图中两个高主应力差值区恰好与东部沁水地穹中两个高含气量区相对应，充分说明地洼余动期构造应力场中高压应力区是煤层气富集的有利地区。     

中国岩石圈动力学概要

本文是1:400万“中国及邻近海域岩石圈动力学图”说明书的节要。它对我国现今活动着或在新生代活动过的地质和地球物理作用过程作了综合概括,重点是板内现象,并从板块构造作用基本过程上对它们加以解释。 中国的岩石圈很不均匀。其动力学涉及8个活动亚板块和有关的17个构造块体的性质、它们的相对运动和构造应力场、以及新构造变形的特征。阐明了我国岩石圈现今运动和变形     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

长江经济带构造应力场特征及动力学环境分析

综合已有的研究成果,根据长江经济带活动构造块体和构造应力场的分布特征进行了构造应力场分区,总体上划分为华北应力分区、华南应力分区以及青藏高原应力分区,其中华南应力分区是长江经济带的主体应力分区。在此基础上,根据长江经济带的活动断裂及构造块体划分建立了有限元网格模型,利用二维有限元对长江经济带的构造应力场进行模拟,并分析了长江经济带的动力学环境。研究表明,长江经济带构造应力场受印度板块、太平洋板块和菲律宾板块联合作用控制,印度板块与欧亚板块的碰撞作用决定了长江经济带总体构造应力场的主要趋势,局部区域受到周边构造环境的影响;东南部处于菲律宾板块向欧亚板块俯冲所诱发的拉张环境,表现为冲绳海槽,西南部受印度板块北移所诱发的缅甸板块的剪切拉张作用,表现为实皆断裂及其西侧的缅甸中央盆地;青藏高原东缘物质横向挤出过程中受到太平洋板块和菲律宾板块的联合俯冲作用,对长江经济带地应力场的分布特征产生重要影响。      

高邮凹陷真武断裂带西部低级序断层发育规律预测

在应用蚂蚁追踪技术对真武断裂带西部低级序断层进行解释并根据主要断层走向确定阜宁期构造应力方向的基础上,应用构造应力场数值模拟法模拟阜宁期古构造应力的分布,从应力的角度对低级序断层的平面及剖面发育规律进行预测,最后将预测结果与构造解析结果进行对比。研究结果表明,应用蚂蚁追踪技术对低级序断层进行解释获得的蚂蚁属性体断裂痕迹清晰直观,应用效果要优于相干体技术、方差体技术等其他地震属性技术;真武断裂带西部阜宁期最小主应力方向为NW333°-SE153°;低级序断层的发育主要受阜宁期最小主应力及剪应力控制,最小主应力控制断层的优势发育区,平面剪应力控制断层的平面展布,左旋剪应力区主要发育近东西走向断层,右旋剪应力区主要发育北东走向断层,剖面剪应力控制断层的倾向,左旋剪应力区主要发育北倾、西倾断层,右旋剪应力区主要发育南倾、东倾断层。