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简介：

DB/T 14-2018 是中华人民共和国行业标准，全称为《原地应力测量 水压致裂法和套芯解除法技术规范》。这是一个针对在地质勘查、岩土工程、矿产资源开发等领域中，使用水压致裂法和套芯解除法进行原地应力测量的技术规定。

水压致裂法是一种通过向地层施加压力，使地层产生裂缝的方法，然后通过观察裂缝的形态、分布和延伸方向，推断地层的应力状态。这种方法主要用于研究地壳应力场，预测地震活动，或者在地下结构设计中考虑地应力的影响。

套芯解除法则是通过在地层中预先打入套管，然后在套管中注入高压液体，使套管与地层之间的岩石解除粘结，从而获取岩芯样本。这种方法不仅可以进行原地应力测量，还可以获取地层的物理、化学性质信息，对地质结构有更全面的了解。

DB/T 14-2018 标准详细规定了这两种方法的操作流程、设备要求、数据采集和分析、安全措施等，旨在保证测量的准确性和可靠性，同时保障操作人员的安全。它是中国在这一领域的技术规范，所有从事相关工作的单位和个人都必须遵循。

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部分内容预览：

由现场实测数据计算原地应力方法见附录D

前言部分宜包括：测量任务来源；工作内容；技术要求；完成任务情况；测量 立、个人等基本信息

8.2基本原理和测量方法

该部分宜包括：测量原理、测量方法以及相应的计算公式，如水压致裂二维（或三维）测量方法的假 设前提、理论公式与压裂参数确定方法等，

甘肃省市政工程预算定额2018 第三册 桥涵工程地理地质信息部分宜包括： a） 测量地点归属的行政区划； b）测孔所在地理位置； C 测量地点的地形、地貌、地层岩性特点； d）测区主要地质构造、区域应力场分布特点、地震区划等级等

8.4现场测量与数据计算分析

现场测量数据计算分析部分宜包括： a）现场测量的起止时间； b）测点所在工程位置示意图、测孔所在周围坑道、洞室布置及断面尺寸、钻孔布置；测孔造孔过 程、孔径结构、孔斜数据、静水位测量数据； C 测孔钻探岩芯描述、柱状图、节理裂隙分布层段、完整岩石段、各层段的弹性模量与泊松比； d 测量设备描述，宜配以图表和照片说明； 预选测段的位置及长度； f 测量各步骤描述：如设备安装调试，下放到预定测段位置，座封、压裂、卸压、重张等操作； 8） 描述各测段的测量概况及测量过程中遇到的问题；给出各测段流量、压力随时间的变化曲线； h） 将破裂压力Pb、破裂重张压力Pr、瞬时闭合压力P。等压裂参数，以及各测段测量深度H、孔 隙水压力P。，与计算得到的最大水平主应力のH的大小和方向、最小水平主应力のh，以及岩石 原地抗张强度值T、估算垂直主应力，以表格汇总列出； 1 孔壁压裂印模展开图，标注印模段的深度、基线位置、破裂产状等参数，利用钻孔电视进行破裂 定向的，给出破裂段照片，照片标注深度、破裂产状； J 对所有测段的测量结果归纳总结，给出各主应力随深度的变化图，若分布较为规则可进行线性 回归，给出回归方程式； k）测量区域有2个以上测点时应给出主应力大小量级、方向范围及规律性分析； 1 对于多孔交汇法水压致裂三维应力测量，根据各孔不同深度应力分布规律，划分正常应力区的 分段深度，列出各钻孔方尚、倾角，以及参与计算的平面天、小次主应力值及天次主应力的破裂 方位等参数，三维计算完成后列出各主应力的大小、方向、倾角等参数以及各应力分量； m）对于套芯应力解除法，描述各测点、孔、段的位置、钻孔方位和倾角、岩性及解除次数，宜列表说 明；各次解除数据列表，图示解除及标定曲线；描述测量数据参与计算的取舍情况，各测点（段 原始测量数据质量分析；各个测段应力计算结果：应给出6个应力分量天小及三个主应力的天 小、方向和倾角，

结论部分宜包括： a 就原地应力测量结果总结概括测点地应力特征，并就某些地应力相关的具体问题进行适度 讨论； 概括测孔各测段平面应力的量值水平，分析测段数据间的差异性；

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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

A.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

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

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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

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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

DBJ51∕T 003-2012 灾区过渡安置点防火规范附录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

《施工企业安全生产评价标准 JGJ/T77-2010》D.1.3计算测点的六个应力分量

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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