地應力(英語:crustal stress)指存在於地球地殼中的應力,即由於岩石發生形變而引起的介質內部單位面積上的作用力[1]。
測量方法
地應力的測量基本採用鑽孔測量法。其中,鑽孔測量法共分為兩大類,即套鑽孔應力解除測量法和水壓致裂測量法。1970年,美國首先在油氣田中將水壓致裂法技術應用於地應力測量。該方法具有獨特的優點,如測量深度可以達到地下數千米、資料整理不需要岩石彈性常數參與計算、操作簡易、無需精密儀表、測試周期短等,這些優點是套鑽孔解除測量法無法比擬的。尤其是在測深領域,套鑽孔應力解除法的測深深度(500米左右)遠不如水壓致裂法(5000米以上)。水壓致裂法測量地應力也經常出現在地震學領域中,如20世紀70年代末,中國便採用了這個方法開始對地殼應力進行了研究和實地測試[2]。如果利用圍壓下岩石的凱澤效應也可以測定地應力。不過,由於隨着深度的增加,岩石的凱澤效應的相對應力會接近甚至超過岩石的單軸抗壓強度。此時,便無法再利用常規岩石凱澤效應測定地應力,而利用圍壓作用下岩石的凱澤效應便可測定深部地層的地應力[3][4]。
用途
應力的定義為在連續介質力學里單位面積所承受的作用力,而地應力即指由於岩石發生形變而引起的介質內部單位面積上的作用力[1]。對於地面和地下開挖工程,必須有初始原岩應力狀態(絕對地應力)和開挖過程中和開挖後圍岩應力的變化情況(相對地應力變化)的數據才能預測圍岩應力的變化規律[5]。構造應力場的研究工作是研究地震成因和地震預測預報的一個重要項目,而構造應力場的研究必須以地應力的實際觀測資料為基礎,否則只能停留在理論和實驗推論上[7]。除此之外,無論是實驗室測試還是試井得出的結論,都表明地應力對煤層滲透性有顯著影響[8][9]。其中,影響方面包括構造作用、埋藏深度和煤岩類型,其中構造作用和埋藏深度佔據了主導地位[10]。
參考來源
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