地层应力

摘要： 深层超深层页岩气井压裂时,受深部地层应力非均质性和“密簇”布缝的联合影响,多簇压裂中的水力裂缝难以同步起裂扩展,同时缝间强干扰作用加剧了裂缝非均衡延伸程度,矿场实践证实缝口暂堵压裂工艺可以有效调控多簇裂缝非均衡延伸,而构建深层超深层页岩气水平井缝口暂堵压裂裂缝调控模拟方法,可提高暂堵工艺实施效果。为此,基于岩石力学、弹性力学、流体力学和裂缝扩展理论、水平井分簇压裂中流量分配方程和暂堵球封堵方程,建立了深层超深层页岩气缝口暂堵压裂的裂缝扩展模型及调控模拟方法,并以中石化川东南丁山—东溪构造深层页岩气井为例,模拟了暂堵压裂中暂堵球数量、暂堵次数和时机对暂堵调控的影响,分析了暂堵球对裂缝扩展形态和SRV展布影响。研究结果表明:①缝口暂堵可以显著促进多簇裂缝均衡延伸,模拟证实暂堵球数量、暂堵次数和暂堵时机对裂缝调控具有重要作用;②随暂堵球数量增多,缝网体积先增大后减小,存在最优暂堵球数量;③当暂堵次数较多,可提高暂堵转向工艺容错率,但需要适量增多暂堵球数量;④当暂堵时机适当时,各簇裂缝均衡扩展,缝网体积达到最大值。结论认为,该暂堵裂缝调控模拟方法对完善暂堵压裂优化设计、提高矿场工艺实施水平,有效开发深层超深层页岩气具有重要意义。

摘要： 黄土特殊的工程性质给大断面黄土隧道设计中围岩变形控制量与预留变形量值的确定带来了困难。本研究以大断面马蹄形黄土隧道为对象,采用FLAC;数值计算软件,建立三维数值模型,依据黄土物理与力学指标,研究了不同支护强度条件下黄土隧道围岩应力、变形变化规律以及拱顶监测变形极限值。结果表明:开挖扰动作用下黄土隧道地层应力由地面到拱顶距离先增大后减小,地层沉降位移随与地面距离增大而增大。隧道拱顶最大沉降随支护模量的减小先缓慢增长,随后迅速增长,不易控制。因此需要找到拱顶沉降加速增长的临界点,对应的极限值作为拱顶沉降的控制条件。由于隧道拱顶最终沉降由掌子面开挖前拱顶沉降和掌子面开挖后可检测出的拱顶监测沉降组成,可结合位移释放率得出监测沉降极限值,确定拱顶监测沉降控制条件。研究成果为黄土隧道围岩稳定性监测提供理论依据。

摘要： 为更好利用城市地下空间,修建地铁解决地表交通问题成为趋势,但在砂性地层中修建隧道易发生塌方事故.本文通过模型试验,对砂性地层中隧道开挖引起的地层变形、地表沉降及土体应力变化规律进行研究,分析了地层损失率、砂土粒径及隧道埋深对地表沉降及地层变形的影响.结果 表明:隧道开挖引起地层沉降曲线基本符合Peck曲线,验证了本试验的可行性.(1)随着地层深度增加,最大沉降值提高,沉降槽宽度减小;洞周0.75 D范围内土体应力变化明显.(2)地层损失率越大,地表沉降值及沉降槽宽度系数越大,且地层损失率到达一定值后,洞周1.0 D范围内地层沉降明显;(3)砂土粒径越小,地表沉降越大,沉降槽宽度系数越小,当砂土粒径比大于10倍时,地层变形扰动范围小;(4)隧道埋深越小,地表沉降越大,沉降槽宽度越小,且地层扰动范围也从拱腰处缩小至拱肩处.

摘要： 以西安地裂缝典型地段为研究对象,建立基于实际地裂缝活动方式的地质力学模型,通过FLAC3D数值模拟,研究地裂缝活动作用下地层应力和位移传递规律.结果表明:地裂缝活动作用下,地表竖向沉降变形曲线近似呈反“S”形,表现出“牵引挠曲”现象,水平位移曲线出现明显波峰现象;随着地裂缝位错量的增大,地表竖向和水平位移均逐渐增大;基于地裂缝活动引起的地表变形平均倾斜值,确定了地裂缝带影响区范围为上盘21 m和下盘13 m.地裂缝活动引起两侧地层断距由深部到浅表部逐渐减小,具有明显的变形传递衰减特征,且地层断距随埋深的变化曲线可近似概化为一个四次多项式方程.地裂缝活动导致上盘地层出现应力降低区,下盘地层出现应力增强区,上盘应力降低区范围大于下盘应力增强区,且上、下盘应力变化范围随着位错量的增大均逐渐增大.地裂缝活动作用下地裂缝两侧地层应力影响区随地层埋深的增大而增大,其与埋深之间关系近似满足三次多项式方程.研究结果可为盆地断裂控制型地裂缝发育区的工程防灾减灾提供科学依据.%Based on the typical zones of ground fissures in Xi'an,the geological mechanics model of the actual activity mode of ground fissures is established.The transfer law of formation stress and displacement under the action of active ground fissures is studied with the FLAC3D numerical simulation method.The results show that under the action of active ground fissures,the curves of ground vertical displacement exhibit an approximate reverse-S shape,indicating the phenomenon of traction deflection.The curves of horizontal displacement appear the phenomenon of an obvious peak.The vertical and horizontal displacement gradually increases with the settlement of the hanging wall of the increasing ground fissure.Based on the average ground deformation tilt values induced by ground fissures,the affected zone range of ground fissure belts is determined,which is 21 m in the hanging wall and 13 m in the football from ground fissures,respectively.The fault throw on both sides of the formation induced by ground fissures gradually decreases with the depth from deep to shallow surface,which is characterized by the obvious deformation transfer and attenuation.The curves of fault throw of formation variation with the buried depth can approximately be expressed using a quartic polynomial equation.Under the action of active ground fissures,there appears a stress reduced area in the hanging wall,which is bigger than the stress enhanced area in the footwall.The stress variation range in the hanging wall and the football gradually increase with the increasing settlement of the hanging wall.The relationship between the affected zone of the formation stress on both sides of ground fissures,which gradually increases with the increasing buried depth,and the buried depth approximately satisfies a cubic polynomial equation.The results can present a scientific basis for disaster prevention of active ground fissure zones controlled by basin faults.

摘要： 为揭示复合地层中浅埋盾构隧道开挖引起的地层位移及应力,文章基于Покровский当层法,将该问题等效为求解均质地层位移及应力分布问题,结合Loganathan修正公式,推导了复合地层中浅埋盾构隧道开挖引起的地层位移、应变和应力分量表达式,构建了地层位移场分布预测模型.同时基于理论预测模型,对比分析了工程实例的预测位移与实测数据的差别,讨论了上下层土体弹性模量比n、地层深度z和土体泊松比μ对隧道开挖的影响;在分析含软弱夹层隧道开挖问题时,提出了软弱夹层等效厚度K的概念.研究结果表明:随着n的增加,地表最大沉降值Smax、地表附加水平应力σx和竖向应力σz的最大值均有所减小;随着z的增加,地层最大沉降值有所增大;随着μ的增加,Smax有所减小,地表附加水平拉应力σx和竖向应力σz的最大值有所增加;当软弱夹层等效厚度K增加,Smax有所增加;隧道施工时,上硬下软地层产生位移及应力扩散现象,上软下硬地层产生位移及应力集中现象.%To reveal the distribution of ground displacement and stress caused by the excavation of a shallow-bur-ied shield tunnel in a compound stratum, the Покровскийequivalent layer method was applied to simplify the prob-lem into a solution for the displacement and stress distribution in a homogeneous formation. Using the modified Lo-ganathan′s formula, the expressions of ground displacement and strain component and stress component were de-duced, and a displacement field distribution prediction model was established. Based on a theoretical prediction model, the predicted and measured values were compared, and the effects of elasticity modulus ratio n of the upper and lower soil layers, the depth of tunnel z and the Poisson ratioμon tunnel excavation are also discussed. As for a tunnel excavation in a soft interbed stratum, the equivalent thickness K of the soft interbed stratum is introduced. The research results show that:1) with an increase of the n value, the maximum surface settlement Smax, maximum ad-ditional horizontal stressσx and vertical stressσz decrease;2) with an increase of the z value, the maximum settle-ment increases;3) with an increase of theμvalue, the Smax value decreases and the maximum additional horizontal stress and vertical stress increase;4) with an increase of the K value, the Smax value increases;and 5) during tunnel construction, displacement and stress diffusion occur in the stratum that is hard at the upper part and soft at the low-er part, while displacement and stress concentration occur in the stratum that is soft at the upper part and hard at the lower part.

摘要： 随着地层埋深增加,岩石脆性降低,逐渐由硬脆性转变为韧性,而常规矿物组分法评价泥页岩脆性时没有考虑地层应力(埋深)的影响,因此评价结果存在一定误差.为此,从岩石脆性的最初定义出发,在不同围压条件下对陆相泥页岩岩样进行了力学测试,并利用应变法分析了泥页岩的脆性特征.结果表明:随着围压升高,泥页岩的弹性应变与塑性应变均增大,而脆性指数降低;泥页岩的弹性应变与塑性应变具有非常好的正相关性.对于文中所研究区块,埋深1 250.00,2 500.00和3 500.00 m处及埋深3 500.00~5 000.00 m和5 000.00~6 000.00 m范围内的泥页岩脆性指数分别约降低5.97%,8.55%,10.74%,14.00%和18.00%;当泥页岩储层中脆性矿物含量分别大于65%,60%,55%和小于50%时,其开发埋深下限分别为6 000.00,5 000.00和3 000.00 m以及基本不具备商业开发价值.研究结果表明,将应力(埋深)对泥页岩脆性的影响定量化,可以对采用矿物组分法计算的泥页岩脆性指数进行校正,为优选可压裂层段提供依据.%As well depth increases,formation rocks brittleness may be reduced and consequently manifest as ductile behavior.Conventional mineral composition can be used to assess the brittleness of shales.Because it does not take the impact of confining pressures (burial depths) into account,one arrives at less than satisfactory assessment conclusions.Under such circumstances,mechanical tests were conducted with continental deposit shale samples under different confining pressures and a strain method was deployed in a tested result analysis to highlight brittleness features of the shale.Research results showed that both elastic and plastic strains may increase with confining pressures while the brittleness index may decrease.Within the concerned Block,the brittleness index of shale at the depths of 1 250.00 m,2 500.00 m,3 500.00 m and between the interval of 3 500.00~5 000.00 m and 5 000.00~6 000.00 m fell approximately 5.97%,8.55%,10.74%,14.00% and 18.00%,respectively.With brittle minerals content in these shale reservoir formations over 65%,60%,55% and below 50%,the formation depth limitation for economic development of those reservoirs are determined to be 6 000.00 m,5 000.00 m,2 500.00 m and no commercial value,respectively.So the shale brittleness index determined from conventional mineral composition can be calibrated through quantification of impacts of stresses (burial depths) and it can provide help in the identification of intervals for staged hydraulic fracturing.

摘要： 为研究桥墩桩基础施工过程对地层的影响规律,以成都成温路改造桥梁工程为依托,采用三维有限元分析方法,对桥墩桩基础施工全过程进行模拟.研究桩基施工过程中地层应力状态的变化及桩周水平位移的变化,分别从应力角度和位移角度分析桩基施工对地层产生的影响,得出桩基施工对周围地层的影响范围.结果表明:桩基施工对周围地层的影响范围可近似为平面上以主道、匝道承台中心连线为轴线的跨度约为33.7m灯泡形区域,竖向深度在地面下13m以内.

摘要： 为研究桥墩桩基础施工过程对地层的影响规律,以成都成温路改造桥梁工程为依托,采用三维有限元分析方法,对桥墩桩基础施工全过程进行模拟。研究桩基施工过程中地层应力状态的变化及桩周水平位移的变化,分别从应力角度和位移角度分析桩基施工对地层产生的影响,得出桩基施工对周围地层的影响范围。结果表明：桩基施工对周围地层的影响范围可近似为平面上以主道、匝道承台中心连线为轴线的跨度约为33.7m灯泡形区域,竖向深度在地面下13m以内。

摘要： 为了研究地层应力对掘进巷道稳定性的影响,通过掘进巷道应力场理论分析,提出巷道垂直应力与水平应力之间可以通过一个包含构造影响的综合侧压系数来联系,并通过ANSYS数值模拟软件,模拟巷道在不同的侧压系数下有效应力的分布情况,以及巷道各个关键点随侧压系数的变化趋势,结果表明:当侧压系数小于1,巷道的破坏主要是顶底板的移近;当侧压系数后等于1,巷道的破坏主要是断面积的整体变小;当侧压系数大于1,巷道的破坏主要是巷帮的移近,从而导致顶板冒落及底鼓.巷道各个关键点的有效应力随着侧压系数的增大有上升趋势.

摘要： 本文通过超声成像测井资料对ZKO1孔井壁裂隙及井眼崩落的拾取与统计分析，得出以下结论:(1)利用超声成像测井资料拾取的张开裂隙和井眼崩落等地质特征，可以进行钻孔地层应力分析;(2) ZKO1孔0～500m裂隙形成时期的最大水平主应力为NNE-SSW向;500～1200m裂隙形成时期的最大水平主应力E-W至S-N向;1400～1750m裂隙形成时期的最大水平主应力为NNW-SSE向;(3) ZKO1孔900～1650m现今最大水平主应力方向近似为NW-SE向。

摘要： 地层应力是表征页岩气储层力学性质的一个重要参数.页岩气"甜点"区表现为低泊松比、高杨氏模量、高脆性、低水平应力差异比(DHSR).由于泥页岩属于超低渗透性储层,页岩气的开采必须实施储层压裂改造.储层压裂改造是提高页岩气储层渗透率,保证页岩气顺利开采的一项关键措施,压裂井段的选取对后续储层改造效果影响极大.目前主要通过地震叠前反演求取杨氏模量、泊松比等弹性参数,然后再求取岩石脆性指数,根据脆性指数选取合适的压裂井段.来确定储层有利压裂井段，研究表明，在页岩气“甜点”区块，地层水平应力差异比相对较小，岩石容易破裂，通过叠前反演的各种弹性参性，如密度、杨氏模量、泊松比等可求出整个工区的水平应力差异比，为后期页岩气压裂井段的优选提供依据。

摘要： 本文将高压水射流技术引用到松软煤层地面钻孔消突工程.结合淮南矿区谢一煤矿岩性及煤层特征,依据理论分析和计算,获得了高压水射流扩孔施工参数及不同喷嘴组合的排量要求;并通过现场试验确定了最优喷嘴组合及泥浆泵排量.地面钻孔施工结果及井下实钻结果表明分析计算结果准确,也说明高压水射流技术可有效降低井下揭煤区域的瓦斯及地层应力,具有较好的消突效果.

摘要： 在干热岩钻探施工过程中,温度场和应力场之间存在着复杂的相互联系、相互作用、相互制约关系,该过程是一个典型的热-固耦合问题.本文结合岩石力学、传热学理论,建立了干热岩的热-力耦合数值计算模型,进行了相应的数值模拟分析,分析研究发现，干热岩钻井过程中会导致井底的井壁周围温度降低,引起地层收缩,温度变化引起的附加径向应力和垂向应力不显著,但对周向应力影响较大.热应力的分布不受原始地应力大小的影响,为圆柱对称分布，热-力耦合复合作用而导致的井壁最小周向应力的降低增加了钻井风险.建议应根据干热岩钻井所钻的地层特性,详细分析在井壁周围诱发拉应力所引起的地层破裂和井漏等复杂钻井事故.

摘要： 岩石中的应力状态对于从井眼稳定性到油藏模拟的所有的地质力学应用都是非常重要的.但是，不可能用单一方法求出全应力张量.本文中对碳酸盐岩/泥岩层序进行实例研究，在将微水力压裂和井眼成像分析综合运用在垂直井、斜井及水平井中时可以将其全应力张量看做是深度的函数. 垂直井是测定全应力张量最好的出发点，其中裸眼井水力压裂是测定原状地层应力最小值最有效的方法.利用电缆地层测试器和独特的方法就可以确定测量的精确度.利用成像分析法可以提供最小应力方向，并完善这项技术.一旦测定这些地层信息，运用水力压裂与井眼成像相结合的方法就可以确定斜井和水平井眼的全应力状态. 在与主应力方向平行的水平井眼中，水力压裂与封隔压裂相结合测定两个与井眼垂直的应力.在该实例研究中，钻开的井眼平行于最小应力方向，采用该技术也可以得到最小应力值.在这种情况下，成像分析对于确定后生裂缝的方向是很关键的，由此也就测量了地层应力. 该实例研究表明这两种方法是互补的.特别是，结合这两种方法可以求解非常难于估计的最大水平应力.

摘要： 论文对郑州至西安铁路客运专线黄土隧道浅埋和深埋的界定标准、浅埋地层应力、锚杆及超前支护的作用作了论述,提出了客运专线黄土隧道浅埋和深埋的界定标准和锚杆合理长度的建议,并且总结比对了国内目前双线铁路和双车道公路黄土隧道的修建现状和成就,为铁路客运专线黄土隧道设计与施工提供参考.

摘要： 裂缝性岩石的特性以及流体在裂缝中的流动规律,对于油气的开采具有重要意义.本文将裂缝介质中流动规律的研究方法分为三类:等效的多孔介质方法、离散的裂缝方法和裂隙网络模型方法,并对"双重介质"渗流模型、渗流与应力耦合分析模型以及各向异性渗透系数张量的求取方法作一简要综述.

摘要： 本文主要阐述了复合射孔与地层应力的关系;分析评价宝浪油田低孔、低渗、裂缝储层的复合射孔完井情况.介绍定向射孔技术.

摘要： 本发明公开了一种基于应力差电阻率实验的高应力地层电阻率校正方法，步骤包括：获得地层电阻率与最大最小水平主应力；获得岩心的孔隙度，结合密度测井资料建立孔隙度计算模型；选取目的层不同物性岩心开展常规岩电实验，获得胶结指数m值；选取目的层不同物性岩心开展应力差电阻率实验，获得不同应力差下岩心电阻率测量值，建立应力差校正电阻率模型；利用应力差校正电阻率模型，通过孔隙度、电阻率、最大最小水平主应力及胶结指数m值逐点求取消除应力影响的地层电阻率。本发明在实际应用中，实现了在强挤压应力下电阻率异常，通过测井资料逐点求取消除应力影响下的地层电阻率，为高应力地层储层流体性质准确评价提供基础参数。

摘要： 本发明提供了一种预应力锚索及富水冲积地层预应力锚索的施工方法。预应力锚索包括：管体、多个连接体、多股钢绞线和锁紧机构；管体的一端为开口端，另一端为封闭端，管体的封闭端呈锥形，管体的管壁开设有多个开孔；每个连接体均开设有穿设孔和多个贯穿孔，各连接体的穿设孔的位置和各贯穿孔的位置一一对应；管体依次穿设于各连接体的穿设孔且与各连接体相连接；每股钢绞线均与管体相平行，每股钢绞线均依次穿设于各连接体相对应的贯穿孔；锁紧机构与各股钢绞线靠近管体封闭端的端部相连接，用于对各股钢绞线进行锁紧。本发明中，结构简单，便于实施，并能适应于各种施工情况，降低了施工难度，保证了锚索施工的正常进行，安装快速，操作简便。

摘要： 本发明公开了一种基于应力差电阻率实验的高应力地层电阻率校正方法，步骤包括：获得地层电阻率与最大最小水平主应力；获得岩心的孔隙度，结合密度测井资料建立孔隙度计算模型；选取目的层不同物性岩心开展常规岩电实验，获得胶结指数m值；选取目的层不同物性岩心开展应力差电阻率实验，获得不同应力差下岩心电阻率测量值，建立应力差校正电阻率模型；利用应力差校正电阻率模型，通过孔隙度、电阻率、最大最小水平主应力及胶结指数m值逐点求取消除应力影响的地层电阻率。本发明在实际应用中，实现了在强挤压应力下电阻率异常，通过测井资料逐点求取消除应力影响下的地层电阻率，为高应力地层储层流体性质准确评价提供基础参数。

摘要： 本申请公开了一种煤系地层地应力计算方法及装置，以精确计算煤层最大、最小水平主应力。该方法包括：通过实验测定一块砂泥岩最大、最小水平主应力，据此计算本块砂泥岩最大、最小水平主应力构造系数；利用本块砂泥岩对应的构造系数反推本块砂泥岩所在区块内每一块砂泥岩的最大、最小水平主应力；同一区块内每一块砂泥岩的所述构造系数相同；根据所述区块内每一块砂泥岩最大、最小水平主应力，计算每一块砂泥岩相邻煤层的应变；构建煤层地应力反演模型，根据计算出的上覆岩层压力、孔隙压力及煤层应变，计算由上覆岩层压力产生的煤层水平主应力分量，以及计算由构造运动产生的煤层最大、最小水平主应力分量；进而得到煤层最大、最小水平主应力。

摘要： 本发明公开了一种用于软土地层中预应力锚索施工方法，该施工方法包括锚孔、扩大段施工、多个扩大段施工、制作预应力锚索、清孔、锚索张拉锁定。本发明通过高压水射流，通过水力切削方式，切削孔壁土体达到扩孔目的，进行扩大段的扩孔施工，从而提高预应力锚索的锚固力。本发明的扩孔操作方式非常简单、可以节约成本，缩短预应力锚索施工的工期，加快施工进度。

摘要： 本申请公开了一种井眼原始地应力和地层破裂压力测量装置与方法，涉及地应力测试技术领域。能够在井眼中连续测量不同深度、不同方向上的原始地应力和地层破裂压力，解决测量设备回收困难、地应力测量不准确的难题。该测量装置包括地面操控系统、数据采集与处理系统、井眼膨胀固定器、伺服电机和液压应力测量仪；地面操控系统能够为井眼膨胀固定器和液压应力测量仪提供动力源和牵引力；液压应力测量仪中第二伸缩臂能够对目标地层围岩施加压力，直至地层破裂，并使电阻测距仪两端的电压发生变化；数据采集与处理系统能够采集电阻测距仪两端的电压值和液压泵的输出压力值，计算出第二伸缩臂的长度，并实时绘制压力值与第二伸缩臂的长度的关系曲线。

摘要： 本发明公开了一种控制隧道大变形的装配式地层应力补偿伺服钢架系统，包括：伺服支撑结构和伺服控制器；伺服支撑结构包括：环形钢拱架，被配置于隧道内，并安装于隧道的内底部；伺服器，被配置于环形钢拱架和初期支护之间，且一端连接于初期支护，另一端安装于环形钢拱架；伺服控制器根据初期支护的变形调整伺服器的支撑力。本发明一种控制隧道大变形的装配式地层应力补偿伺服钢架系统，利用了力学传递机制与相互作用原理实现了地层‑结构协同承载，在补救措施实施前解决了初期支护变形过大的问题，通过装配式型钢拼装形成钢架，安装快速方便，工艺操作简单，施工方便，控制变形效果较好。

摘要： 本发明公开了一种TBM变坡施工间隙引起地层应力增量的预测方法，预测方法包括以下步骤：TBM沿大坡度施工路径掘进开挖隧道，基于三维源汇法理论，得到半无限体内单位体积空隙引起的空间任一点应力增量解答；建立大坡度隧道的三维空间模型，结合大坡度隧道的施工路径，确定TBM在掘进中产生的地层损失百分率，得到大坡度隧道的实际施工间隙；对单位体积空隙在大坡度隧道的实际施工间隙的体积域内进行积分运算，得到由大坡度隧道的实际施工间隙导致的地层应力增量。本发明的优点是：适用于土体损失间隙为三维空间工况，以沿大坡度路径掘进为例，地层损失百分率为随埋深而变化的非定值，可准确计算三维施工间隙导致周围地层应力场的变化。

摘要： 本发明提供一种模拟地层应力的岩石热导率各向异性实验装置，包括上法兰、下法兰、承压筒体作为整个装置的外部支撑设备，装置内部设置有X、Y及Z向组合液压缸。X向组合液压缸与Y向组合液压缸依靠支撑杆和弧形立板固定在装置腔体内。Z向液压缸固定在腔体堵头上。三个组合液压缸加热端内部装有内部加热装置，用于对样品进行加热；该装置具有的优点如下：（1）本装置及方法可以模拟真实地层应力条件，测得的热导率数值更接近真实值。（2）本装置可以不必拆卸实验样品，对样品三个方向的热导率进行测量，有效避免了由于拆卸样品使岩石样品内部骨架及颗粒排布发生变化而导致测量数据不准确。

摘要： 本发明公开了一种地层应力场和位移场控制试验装置，包括导轨装置、模型箱、加载框架、模型箱吊装装置以及控制系统，所述导轨装置包括安装于所述加载框架内部并可上下升降的升降导轨和安装于所述加载框架外部并可与所述升降导轨相连接的固定导轨，所述模型箱吊装装置与所述导轨装置配合以用于将所述模型箱拉进或者拉出所述加载框架。本发明还公开了一种基于所述的地层应力场和位移场控制试验装置的试验方法。本发明的有益效果：通过实现应力场和位移场控制模式的自由切换，满足研究近接工程建设荷载、隧道纵向不均匀沉降、地震等多种荷载作用下地下结构的力学响应规律和损伤演化规律的试验需求。