基于孔壁崩落地应力预测对真三轴强度准则的评价

摘要

孔壁易产生应力集中,当应力集中超过孔壁岩石的强度将会引起孔壁崩落。孔壁崩落的边缘处于破坏的临界状态,崩落边缘的主应力状态将满足强度准则。根据科希公式,原岩主应力和孔壁的主应力之间通过换算,可以预测出最大水平主应力的值。由于垂直主应力的值和最小水平主应力的值差别较大,需要选用考虑中间主应力对强度的真三轴强度准则来预测最大水平主应力的值。
　　本文采用文献中已有的数据,利用Drucker-Prager准则、Murrell准则、修正的Hoek–Brown准则、Mogi-Coulomb准则、修正的LADE准则和指数型强度准则,共六种真三轴强度准则对真三轴实验数据和孔壁崩落实验数据进行拟合,以确定各强度准则中的相关参数,并用拟合关系式预测最大水平主应力值。
　　研究结果发现:Drucker-Prager准则和Mogi-Coulomb准则比较适用于孔壁崩落角小于75o的孔段的原岩最大水平主应力预测;Murrell准则和修正的Hoek–Brown准则分别与Drucker-Prager准则和Mogi-Coulomb准则在形式上类似,但预测效果相对较差;修正的LADE准则预测值明显不符合事实,不建议用于孔壁崩落法预测原岩地应力的值。指数型强度准则一般对最大水平主应力值的预测偏大,不适用于一般的V型破坏,对以Mansfield砂岩为孔壁的槽状崩落较为适用。

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1引言

1.1地应力测试的重要性

1.2 地应力测量方法

1.3孔壁崩落法测量地应力介绍

1.4 孔壁法预测地应力存在的问题

1.5内容和技术路线

2 孔壁崩落法测量地应力实例介绍

2.1 Haimson的两组实验数据

2.2 Westeerly花岗岩和Berea砂岩实验数据

2.3中国台湾钻孔

2.4 德国KTB钻孔

2.5 小结

3不同强度准则对孔壁崩落实验数据的分析结果

3.1 Mohr-Coulomb准则

3.2 Drucker-Prager准则

3.3 Murrell强度准则

3.4 Mogi-C强度准则

3.5修正的Hoek-Brown强度准则

3.6修正的Lade准则

3.7 指数型强度准则

3.8讨论

4 强度准则应用的比较

4.1 Haimson的两组实验数据

4.2 Westeerly花岗岩和Berea砂岩实验数据

4.3 中国台湾车笼埔（Chelungpu）钻孔

4.4德国KTB钻孔

4.5 本章小结

5 结论与展望

5 .1结论

5.2展望

参考文献

作者简历

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