岩芯直径变形分析法及其在松科2井深部地应力调查中的应用.docx

岩芯直径变形分析法及其在松科2井深部地应力调查中的应用
一、绪论
地应力是地质力学和工程力学中的重要研究内容。在石油勘探、地下工程建设和地质灾害评估等领域中，对地应力的研究有着十分重要的意义。目前测定地应力的方法主要有三种：（1）埋深应力法；（2）测量共振频率法；（3）测量岩芯直径变形法。本论文重点探讨岩芯直径变形法在地应力研究中的应用。
二、岩芯直径变形法原理和方法
岩芯直径变形法是利用岩芯直径的变形特点来求解应力的大小和方向。岩芯在受到应力的作用下，会发生弹性变形和塑性变形。在弹性阶段，岩芯的直径仍然保持原来的大小，如果继续增大应力，则会进入岩芯塑性变形阶段，岩芯的直径会发生变化。在岩芯塑性变形的阶段，对于一个圆柱形岩芯，它在受到水平应力的作用下，会变成一个类似于椭圆形的截面。岩芯反映塑性变形阶段的主要参数是岩芯截面长轴和短轴之间的比值，即岩芯直径变形(DIT)。
测量岩芯直径变形，按照规范要求，要先破芯，为保证岩芯的圆度，在破完岩芯之后，要仔细地认真处理岩芯表面和破裂面，取出一段中间部位圆度较好的岩芯，并对该岩芯进行多次的测量和平均值计算。一般地，一米长的岩芯，应测量5个或7个位置，沿芯轴分布均匀，以排除岩芯在加工处理、运输过程中的误差。
根据岩芯截面长轴和短轴之间的比值，可以得到一系列的DIT值，然后将其转换为最大主应力的大小和方向。在实际应用中，需要根据一定的地质模型，对测得的DIT进行反演。而在反演过程中，需要做出一定的假设和条件限制，例如，岩石材料的本构特性、完整性假设、应力体系假设等。
三、松科2井地应力调查中的应用
松科2井位于川西北安多造山带北缘，重点研究区域为第三系磨溪组和黑井组。地应力调查是针对研究区域特定地质条件和工程应用需求而开展的，其目的是为了了解岩石应力的垂向和水平方向的大小和方向，为地下工程建设、岩体力学研究提供重要的数据依据。
在松科2井的地应力调查中，采集了全岩芯截面长短轴数据，并经过处理和平均计算得到多个DIT值。根据反演方法，推算出区域最大主应力和最小主应力的大小和方向。结果表明，在磨溪组和黑井组的地表下1000~3500米范围内，区域水平应力较大，最大主应力方向为N105°E方向，最小主应力方向为N30°E方向。该研究可以为松科地区的地质和地下工程提供支持，对于该区域的地下水开采、地下大型工程建设和地质灾害防治等具有重要的指导意义。
四、结论
岩芯直径变形法是目前广泛应用于地应力调查中的一种方法，它能够较准确地推算出地应力的大小和方向。在松科2井的地应力调查中，岩芯直径变形法的应用取得了很好的效果，为当地的地质和工程建设提供了必要的数据支持。但是，需要注意的是，在具体的应用中，需要结合具体的地质和工程应用条件，综合考虑多种因素，才能得到准确的结果。