大型工程中地应力的测试与应用摘要随着社会经济的飞速发展以及科学技术的日趋进步，工程建设也得到了很大的发展，也由此延伸至高山峡谷以及江河源头地带，而工程建设的内容主要囊括了大面积的地下厂房、深埋长隧道以及大跨越厂房等，其地质特征也更加的复杂，所以水电工程应该科学合理的对地应力测试手段进行安排。本文主要对大型工程建设过程中的不同地应力测试手段的测试步骤、基本原理、主要特征以及使用条件等进行了详细的介绍，并对比分析不同地应力测试手段的测试结果。关键词大型工程；地应力；测试；应用中图分类号P642文献标识码A文章编号1674-6708（2014）122-0098-02随着社会经济的飞速发展，工程建设也得到了很大的发展，而工程建设的过程中，对地应力测试是不可或缺的阶段，它会直接影响着建筑物设计的安全，还会对工程质量产生很大的影响。基于地应力测试在工程建设中具备的重要作用，地应力测试也在一定程度上得到了很大的突破，而不断的出现了各种测试方法以及试验手段，并且获得了良好的效果。但作为测试地应力的重要手段，例如接触法以及常规水压致裂法等依旧占据着主体的地位。除此之外，在三维测量中对水压致裂法的应用也获得了很大的进步，并在很多工程中被成功的应用。1地应力测试手段1.1常规水压裂法现阶段，我国广泛应用的地应力测试手段为常规水压裂法，主要具备以下优点：测试周期短、测试深度大（国内外测试深度最大）、测试周期短；整理资料时不需要参考岩石具有的弹性参数，能够有效的避免参数取值而导致的误差；加压测试钻孔的长度一般是80cm～100cm之间，其岩壁具有非常广的受力范围等。选取该手段进行测试，并对岩体做各项同性、线性以及均匀的线弹性体设想；如果把围岩当做多孔介质时，所加入的流体需要根据达西定律流动于岩体孔隙内。除此之外，把铅直钻孔轴向力假定成主应力，其力的大小和覆岩层具有的自重压力相等。此测试手段流程主要是：按照钻孔地质特征情况对岩芯段的完整进行确定，通过可膨胀橡胶密封器对其密封处理；泵入液体施压钻孔，且多次重复循环，并全程采集加压时的液体流量和液体压力；通过测试曲线所得出的特征值，并据此对平面应力值进行计算。对主应力方位进行确定时往往应用印模器，测试的过程中把印模器胶筒放置在已压裂段，再继续加压一段时间，其压裂缝则会把印记留在印模胶筒上，并利用定向器使印模器被定向。还需要取出印模器，描绘破裂曲线，并按照定向方位对破裂缝方位角（钻孔横截面最大主应力方位）进行推算。1.2三维水压裂法三维水压裂法地应力测试使常规水压裂法测试地应力具有的仅仅得到钻孔横截面上的地应力情况的局限彻底的被打破，并使其应用范围有效的被扩大。三维水压裂法的测量手段以及测量原理很早就被专家学者提出，并且得到了广泛的应用。测量时可以选择不同方向的三个钻孔的三维水压裂法测量，此手段假定所有的钻孔处在均匀的应力场内，地应力测试区范围内没有较大的裂隙与断层。此测试手段流程主要是：采取常规三维水压裂法分别对三个以上方向不同的钻孔进行测量，构建数量充足的观测值方程，再联立求解。试验的过程中，存在常规压裂试验破裂缝记录的，每个侧段能够得出三个观测值方程；不存在常规压裂试验破裂缝记录的，每个测段则能够得到一个观测值方程。只要是方向不同的三个钻孔内的其中两个存在一次以上的常规压裂试验破裂缝记录的，则能够对三维地应力情况进行确定。1.3套钻孔解除法套钻孔解除法已经在国内外被广泛的应用，其测试手段和方式也是多样的，测量内容存在着一定的差异，但是测量原理大致是相同的，其测量原理为：在对围岩进行线弹性体假定的前提下，按照岩芯切割前后出现的岩芯变形情况来计算应力。此手段的最大优点为可通过一次测量就能够获得岩石三维应力，其缺点为测试周期长、试验所需人力多、测试程序复杂以及试验所需物力多等。套钻孔解除法主要有深钻孔套芯解除以及浅钻孔套芯解除等，两种手段的原理大致相同，都归属于测试孔壁的应变元件，存在的差异为前者对定位、安装以及胶接等定位系统进行了改善，从而有效的对钻孔产生的问题进行解决。浅钻孔套芯解除手段（空心包体...