DB/T 14-2018 原地应力测量 水压致裂法和套芯解除法技术规范

DB/T 14-2018 原地应力测量 水压致裂法和套芯解除法技术规范
仅供个人学习
反馈
标准编号:DB/T 14-2018
文件类型:.pdf
资源大小:2.3M
标准类别:其他标准
资源ID:210970
下载资源

DB/T 14-2018 标准规范下载简介

DB/T 14-2018 原地应力测量 水压致裂法和套芯解除法技术规范

DB/T 14=2018

测孔应力测值随深度分布的线性回归公式,便于不同深度应力值的分析; d) 判断各主应力的大小关系,确定测区主要应力作用方式; e 垂直孔最大水平主应力的优势方向; 水压致裂法地应力测量得到的岩石原地破裂压力范围、原地抗张强度范围、应力比值的分析 等,以了解测孔附近岩体力学性质; 三维应力测量获得的应力分量的量值,以及最大主应力、中间主应力、最小主应力的大小、方向 和倾角; h 测区若有其他途径获取的地应力资料,可与本次测量结果进行比较,分析差异和原因

YD/T 3407-2018 集装箱式互联网数据中心安全技术要求.pdfA.1计算原理与公式推导

附录A (规范性附录) 水压致裂二维应力测量计算方法

水压致裂原地应力测量是以弹性力学为基础,并以下面三个假设为前提:(1)岩石是线弹性和各向 同性的;(2)岩石是完整的,压裂液体对岩石来说是非渗透的;(3)岩层中有一个主应力的方向和孔轴平 行。在上述理论和假设前提下,水压致裂的力学模型可简化为一个平面应力问题,如图A.1a)所示。

有圆孔的无限大平板受到应力6,和,作

b)圆孔壁上的应力集中

图A.1水压致裂应力测量的力学模型

这相当于有两个主应力和作用在有一半径为α的圆孔的无限大平板上,根据弹性力学分析 圆孔外任何一点M处的应力为:

cos26 .(A.1 2 )cos26 A.2 2 2a 3a sin20 .(A.3

当r三a时,M点位于圆孔壁上,式(A.1)、式(A.2)、式(A.3)简化为

DB/T 142018

or=Q 0。=(01 +02)—2(01—02) cos20 +... = 0

若1>02,由于圆孔周边应力的集中效应则A

A.2应力参数与应力值计算

在垂直钻孔中测量地应力时,常将最大、最小水平主应力分别写为H和h 压裂段的岩石被压破时,P,可用式(A.11)表示:

裂后,若继续注液增压,裂缝将向纵深处扩展。若马上停止注液增压,并保持压 延伸。由于地应力场的作用,裂缝将迅速趋于闭合。通常把裂缝处于临界闭合 舜时闭合压力P,它等于垂直裂缝面的最小水平主应力,即:

次对封隔段增压,使裂缝重新张开时,即可得到破裂重新张开的压力P1。由于 亢拉强度T=0,这时即可把式(A.11)改写成式(A.13):

用式(A.11)减式(A.13)即可得到岩石的原地抗拉强度,即式(A.15):

式中: 岩石密度; 重力加速度: H上覆岩层厚度。 若上覆岩层分层明显,需要按照不同岩层厚度叠加计算,见式(A.17):

B.1计算原理与公式推导

DB/T 142018

附 录 B (规范性附录) 多孔交汇法水压致裂三维地应力测量计算方法

图B.1固定坐标系和钻孔坐标系空间位置示意图

过对1号钻孔进行实测,可获得至 孔的平面内的应力状态Ai、OB和A:( 力、裂缝与α;轴之间夹角)。若已知活动坐标系表示的应力分量のxi、y;和txiy ,求得它们与固定坐标系表示的应力分量关系,见式(B.1)~式(B.3):

=0xli+0mi+0ni+2txylim1+2tyzmini+2tzxnil =0,l2+0,m2+0,n2+2txyl2m2+2tzm2n2+2tzxn2l2

0yi=0l2+0m+0zn2+2txyl2m2+2tyzm2n2+2txn2l2 ·(B.2) xiyi=0xll2+0mm2+0znn2+xy(lm2+l2m)+yz(m2+nm)+z(nl2+ln2) ·(B.3 钻孔倾角为α;,方位角为β;,活动坐标系各坐标轴相对于固定坐标系的方向余弦见表B.1

标系各坐标轴相对于固定坐标系的方

、y和txiyi为对i号钻孔实测得出的观测值,它们与钻孔横截面内次主应力のA (B.7) ~ 式(B.9) :

式中:A,仍为从,轴逆时针量至压裂缝的角度,将式(B.4)~式(B.6)代人式(B.7)~式(B.9)得观 值方程组如下[见式(B.10):

式中K=3(i一1)十j,i为测孔编号,i=1.2,,n;n为测孔总数,等于或大于3;j为分别对应于 式(B.7)式(B.9)时的编号,j=12,3;k为观测值;Dk1~Dk6为观测值方程的应力系数,当j=1,2 3时其相应值见表B.2。

表B.2i三1,2,3时的应力系数和观测值

这样,一个钻孔可列出三个方程式,三个钻孔便有九个方程式,多于未知量(六个应力分量)的数目, 用数理统计最小二乘法原理,得到求解应力分量最佳值的正规方程组见式(B.11)1

DK Dk2Dk1 D6Dkl Dk10k i= ZDkiDk? ZDk2 CDk6Dk2 a. = : : : : : ... : : : : : ZDkDk6 ZDk?Dk6 ... ZD'6 Txy ZDkok

B.2应力参数与应力值计算

B.12 B.13 B.14 (B.15 .(B.16 B.17

(B.12)~式(B.17)中:J1、J2和J:为应力张量的第一、第二和第三不变量,如下 =ox十0,十

图B.2主应力的倾角和方位角

C.1计算原理与公式推导

附 录C (规范性附录) 单孔水压致裂三维地应力测量计算方法

结构面坐标系与大地坐标系的相对位

取钻孔原生裂隙段进行测量,当裂隙重张时,裂隙面上法向应力6与瞬时闭合 平衡基本公式[式(C.1)]

1原生裂隙水压致裂应力系数和观测

分析式(C.3)可知,每进行一段不同产状的原生裂隙水压致裂测量,可获得1个独立的观测方程,只 需对6段或6段以上不同产状的原生裂隙进行重张,即可确定三维应力,实际计算中选用7段~9段数 据计算,得到的结果可靠性较高。 在原生裂隙水压致裂法的基础上,实际测量过程中又发展出采用钻孔完整岩体段的经典压裂试验 与原生裂隙段的重张试验相结合的测量方法

C.2应力参数与应力值计算

P, =A,4txy +Aj5Tyz +Aj6Tx

ZA4 合1 0 Aj4Aj tyi Txz ZA4Aj6 ZA;sAj6 ZA CAj6P:

通过近些年的理论发展,该方法对裂隙赋存条件的依赖度有所降低,由最初需要至少6条原生裂 隙,发展到需要1个完整测段的水压致裂和3条原生裂隙的重张测量数据来计算三维应力。但在改良 过程中也加入了一些新的假设,为减小误差,建议尽量增加原生裂隙测段数据

附录D (规范性附录) 套芯解除法地应力计算方法

径变形计法(径向变形元件相互交角为4

D.1.1 计算孔径变形

计算与钻孔轴垂直的平面内的大、小主

见式(D.2)~式(D.4)

附录D (规范性附录) 套芯解除法地应力计算方法

D.1.3计算测点的六个应力分量

DB/T 142018

式中: a;,b; 交汇测量钻孔的倾角和方位角; 0; ——变形计内触头的布置角; βo 大地坐标系轴X的方位角

式中: a;,b; 交汇测量钻孔的倾角和方位角; 0, ——变形计内触头的布置角; B 大地坐标系轴X的方位角

D.2三分量压磁应力计法(三组压磁元件相互交角为60°时)

D.2.1确定传感器每一元件的记录应力值

见式(D.7)~式(D.9)

计算三维地应力(用三孔交汇法进行)

D.3.1确定每一测量方向元件的记录应力值

D.3.1确定每一测量方向元件的记录应力值

D.3.2计算六个应力分量

式(D.12)式(D.13)

s; =n:5,△V,(i=1~ 8) ++++++.++*++++++++++++++*+**

Eu1 =fox+f2+f30+f4xy+f5y+fz D.12 3r Eu45 .( D.13 3r

式中: A=[a;],即方程组的系数矩阵; 2

式中: A=[a;],即方程组的系数矩阵; 2

G=[g;」,即观测向量。 求解该正态方程组可确定6个应力分量大小,由此计算测段三维主应力大/

叉式应变计和空腔包体式应变计的应变丛布置及应变丛内应变片的位置如

图D.1三叉式应变计应变丛布置示意图

主:A、B、C为三组应变丛,1~12为各应变片的

T/CCMA0059-2018 工程机械产品销售代理合同签约操作指南.pdfD.4.1计算各应变片解除应变测定值

D.4.2 确定地应力分量

图D.2空腔包体式应变计应变丛布置示意图

用最小二乘法原理计算,地应力分量的最佳值由方程组[式(D.16)求解得到

ZA Ak = ay AAk? A足2 AAk A2Ek E .........( D.16 ) : : CAnAk6 CA2Ak.. ZAR CA6Ek

GB/T 41979.3-2022 搅拌摩擦点焊 铝及铝合金 第3部分:焊接操作工的技能评定.pdf孔孔壁应变测量法三维地应力测量的观测方程组为式(D.17):

©版权声明
相关文章