電気容量型変位計の原理による地下き裂開口挙動評価のための基礎研究

利用电容位移计原理评价地下裂缝张开行为的基础研究

基本信息

批准号：
07750090
负责人：
伊藤高敏
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,パッカーを膨張させて縦き裂のあるボアホール壁面に押しつけることで壁面に圧力を負荷した際の壁面の周方向変位から,岩体の地殻応力(初期応力)を計測評価する新たな方法を検討した.このため,有限要素法によって壁面圧力によるボアホール変形挙動を解析した.また,ボアホール壁面の周方向変位を測定する具体的方法について実験的に検討した.得られた知見をまとめると次のようになる.(1)ボアホール壁面圧力S_Pが零の状態からの壁面上における周方向ひずみの増分Δε_θは,初めのうちはS_Pに対して線形に増加するが,き裂開口開始から両関係のこう配が変化する.(2)この傾向は,ボアホールに直交する平面内に作用する地殻応力の比S_1/S_2を1から3の範囲で種々変化させた結果についても同様であった.(3)よって,何らかの方法でΔε_θを測定できれば,測定して得られたΔε_θ vs S_P曲線のこう配の変化からき裂の開口開始を検出でき,き裂開口開始時のS_Pの大きさとしてき裂開口圧P_rの大きさを評価できる.さらに,その結果をき裂閉口圧等の通常の水圧破砕計測結果を組み合わせればS_1およびS_2それぞれの大きさを決定できる.(4)上記方法具体化のため,加圧中のボアホール壁面上の周方向ひずみを測定する装置を試作し,その性能をボアホールを鋼管で模擬した室内実験で評価した.この結果,当初予定していた電気容量型変位計の原理では測定が困難であることがわかった.そこで,ひずみゲージを基本とする素子を作成し,それを用いれば加圧中に周方向ひずみを測定できることを明らかにした.

在这项研究中，我们研究了一种新方法，用于测量和评估岩石体从壁表面的圆周位移时的地壳应激（初始应力），当包装器被膨胀并用纵向裂纹的井眼壁上时。因此，我们使用有限元方法分析了由于壁压而导致的钻孔变形行为。我们还通过实验研究了一种测量钻孔壁表面圆周位移的特定方法。所获得的发现总结如下：（1）两者。（1）两者。壁上的圆周应变的增量δε_θ从状态下ahole壁压力S_P为零，首先相对于S_P线性增加，但是两种关系的梯度从裂纹开放开始时都变化。（2）这种趋势与在垂直于钻孔的平面中变化的比率S_1/s_2的结果相似。可以从S_P曲线的梯度变化中检测到裂纹开口的开始，并且可以将裂纹打开压力的大小评估为裂纹开口开始时S_P的大小。此外，结果可以与正常的液压压裂测量结果（例如裂纹闭合压力等）结合使用，以确定S_1和S_2的尺寸。（4）为实施上述方法，构建了一个原型设备，以测量加压期间井眼壁上的圆周应变，并在室内实验中评估其性能，其中使用钢管模拟钻孔。结果，发现使用电容位移仪的最初计划原理很难进行测量。因此，创建了基于应变计的设备，并揭示了可以在加压期间测量周向应变。