李鹏等：中国大陆金属矿区实测地应力分析及应用 ·327· o/MPa 平主应力，与平均水平主应力o…随埋深分布变 00 10 20 30 40 化规律如图4所示.图4表明，oa.ro,in与0.an数据 分布具有一定的离散性，总体上随埋深增加而增大，与 200 已有的结论一致.在埋深小于500m范围内，散点比较 400 集中分布在回归直线两边，而埋深超过500m以后，散 点相对离散，但仍分布在回归直线两侧，这可能与样本 600 数据相对较少和测量误差有关.比较图4(a)、(b)可 800 知，相同埋深下的O,m与O.相差较大，显示出很强 的方向性.我国不同地区金属矿山在相同埋深下水平 1000 应力有一定的差别，相差较小的几乎相等，相差较大的 1200 超过10MPa.最大水平主应力的取值范围为2.16~ 图3垂直主应力随埋深分布图 60.26MPa,平均为22.21MPa;最小水平主应力的取值 Fig.3 Distribution of vertical stress with depth 范围为1.66~28.90MPa,平均为10.85MPa;平均水平 主应力的取值范围为1.91~44.10MPa,平均为16.53 0,=0.027H. (3) MPa.对oh.mOh.O.a与埋深的关系进行了回归拟 式(2)与式(3)相比，我国金属矿区垂直主应力的 合，结果为 应力变化梯度略小于全球垂直主应力的应力变化梯 0m=0.0401H+4.2364,R2=0.7308, (4) 度，但我国金属矿区垂直地应力随埋深分布规律与全 0.mm=0.0209H+1.4960,R2=0.7293, (5) 球实测地应力随埋深分布规律基本一致.若取岩体平 0.m=0.0305H+2.8662,R2=0.7895. (6) 均密度为26.5kN·m3,我国金属矿区垂直主应力在 3个水平主应力回归方程的相关系数均大于 数值上基本等于或略小于上覆岩体重量 0.72,说明各水平主应力随埋深具有一定的线性关系. 2.1.2水平主应力随埋深变化 Anderson根据断层类型，将地应力划分为正断层应力 我国大陆金属矿区最大水平主应力o.、最小水 类型、逆断层应力类型和走滑断层应力类型3种.根 Cn/MPa m/MPa 20 10 20 3040 506070 0 10 20 30 40 200 200 400 400 600 是 600 5 800 800 :… 1000 1000 (b) 1200 1200 /MPa 00 10 20 30 40 50 200 400 E 600 800 1000 (c) 1200 图4水平主应力随埋深分布图 Fig.4 Distribution of the horizontal principal stress with depth李 鹏等: 中国大陆金属矿区实测地应力分析及应用 图 3 垂直主应力随埋深分布图 Fig． 3 Distribution of vertical stress with depth σv = 0. 027H． ( 3) 式( 2) 与式( 3) 相比，我国金属矿区垂直主应力的 应力变化梯度略小于全球垂直主应力的应力变化梯 度，但我国金属矿区垂直地应力随埋深分布规律与全 球实测地应力随埋深分布规律基本一致． 若取岩体平 均密度为 26. 5 kN·m － 3，我国金属矿区垂直主应力在 数值上基本等于或略小于上覆岩体重量． 图 4 水平主应力随埋深分布图 Fig． 4 Distribution of the horizontal principal stress with depth 2. 1. 2 水平主应力随埋深变化 我国大陆金属矿区最大水平主应力 σh，max、最小水 平主应力 σh，min与平均水平主应力 σh，av随埋深分布变 化规律如图 4 所示． 图 4 表明，σh，max、σh，min与 σh，av数据 分布具有一定的离散性，总体上随埋深增加而增大，与 已有的结论一致． 在埋深小于 500 m 范围内，散点比较 集中分布在回归直线两边，而埋深超过 500 m 以后，散 点相对离散，但仍分布在回归直线两侧，这可能与样本 数据相对较少和测量误差有关． 比较图 4( a) 、( b) 可 知，相同埋深下的 σh，max与 σh，min相差较大，显示出很强 的方向性． 我国不同地区金属矿山在相同埋深下水平 应力有一定的差别，相差较小的几乎相等，相差较大的 超过 10 MPa． 最大水平主应力的取值范围为 2. 16 ～ 60. 26 MPa，平均为 22. 21 MPa; 最小水平主应力的取值 范围为 1. 66 ～ 28. 90 MPa，平均为 10. 85 MPa; 平均水平 主应力的取值范围为 1. 91 ～ 44. 10 MPa，平均为 16. 53 MPa． 对 σh，max、σh，minσh，av与埋深的关系进行了回归拟 合，结果为 σh，max = 0. 0401H + 4. 2364，Ｒ2 = 0. 7308， ( 4) σh，min = 0. 0209H + 1. 4960，Ｒ2 = 0. 7293， ( 5) σh，av = 0. 0305H + 2. 8662，Ｒ2 = 0. 7895． ( 6) 3 个水平主应力回归方程的相关系数均大于 0. 72，说明各水平主应力随埋深具有一定的线性关系． Anderson 根据断层类型，将地应力划分为正断层应力 类型、逆断层应力类型和走滑断层应力类型 3 种． 根 · 723 ·