.106. 北京科技大学学报 1996年No.2 系统模型，主要用来对未来时间点上多个相互关联的变量进行预测.而在分析地应力场分布 规律时，其原始灰序列中，不含时间序列，因此它是一个静态系统，在该系统中，由于主应力序 列和X、Y、Z坐标序列都是摆动的，这就大大增加了数据处理的难度.本文在GAM(n,h)模型 的基础上，提出了静态系统灰色代数曲线模型，简称GAM(O,h)模型.根据现场实测的8个钻 孔9个测点的地应力数据用该模型进行模拟得出矿区3个主应力的分布规律： 0H=-0.13-0.1697x+0.2797y+0.4396zMPa) 0h=0.03-0.1480x+0.2052y+0.1177zMPa) gv=-0.017+0.008x+0.016y+0.3316zMPa) 式中：oH,0a和o,分别为最大水平主应力，最小水平主应力和垂直主应力；x=X100, y=Y/100,z=Z10;X,Y为区域坐标，Z为埋深，单位为m. 分析表明，所有9个测点的实测值和对应的模型值的残差是均匀的，表明由应力解除法和 水压致裂法两种方法获得的测量结果服从同一分布规律，这就说明了由两种方法在峨口铁矿 所获得的地应力测量结果具有良好的一致性， 4结论 ()应力解除法测量结果表明，在每一测点均有2个主应力接近于水平方向，其倾角不大 于16°.另一主应力接近于垂直方向，其倾角，5号孔为87.7°，6~8号孔为75°~78，这与 水压致裂法测量中的钻孔倾角基本一致.因此在水压致裂法测量中假定钻孔与1个主应力方 向重合，是比较符合实际情况的. (2)最大主应力位于水平方向，其值为自重应力的2倍以上.垂直应力基本等于或大于上 覆岩层质量，证明峨口铁矿的地应力场是以水平构造应力为主导的而不是以自重应力为主导 的.这就否定了传统的认为山坡地构造应力已充分释放的假设.较大的水平构造应力的存在 对边坡稳定性有重大的影响，必须给予足够的重视， (3)最大水平主应力σH随深度变化增加较快，而深度变化对最小水平主应力σ，的影 响却相对较小.这是本区地应力分布的一大特点， (4)最大主应力的方向基本为北北西一南南东向或接近于南一北向，与矿区地质构造分 析的结果相一致.矿区的一系列东西褶皱构造，都是在近南北向主压应力的作用之下形成 的，山羊坪正断层也是受到南北向挤压应力作用而产生的与东西向挤压构造相配套的张性断裂. 参考文献 1 Gronseth J M,Kry P R.Instantancous Shut-in Pressure and Its Relationship to the Minimum in-situ Stress Proc Workshop on Hydraulic Fracturing Stress Measurements.Open-file Rept 82-1075, Washington DC.1982.147 ~167 2 Lee M Y,Haimson B C.Statistical Evaluation of Hydraulic Fracturing Stress Measurement Parameters.Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr,1989,26:447~456 3蔡美峰.地应力测量中温度补偿方法的研究，岩石力学与工程学报，1991,103分227~235 (下转第111页)北 京 科 技 大 学 学 报 1哭场 年 N b . 2 系统模 型 , 主要 用来对未来 时 间点上 多个 相互 关联 的变 量进行 预测 . 而在 分析地 应力场分布 规律时 , 其原始灰序列中 , 不含时间序列 , 因此它是一个静态系统 . 在该系统中 , 由于主应力序 列和 工 y 、 z 坐标序 列 都是 摆动 的 , 这 就大大增加 了数据处理 的难 度 . 本文在 G A M ( 。 , h) 模型 的基 础上 , 提 出了静 态系 统灰色代数曲线模型 , 简称 G A M (0 川 模型 . 根据现场实测 的 8 个钻 孔 9 个测 点 的地应 力数 据用 该模 型进行 模拟 得 出矿 区 3 个主 应力 的分布规律 : a H = 一 0 . 1 3 一 o . 16 9 7 x + 0 . 2 7 9 7 y + 0 . 4 3 9 6 2 (M P a ) a h = 0 . 0 3 一 0 . 14 8 O x + 0 . 2 0 5 2 y + 0 . 1 17 7 2 (M P a ) 。 、 = 一 0 . 0 1 7 + 0 . X() s x + 0 . 0 16y + 0 . 3 3 1 6 2 (M P a ) 式 中 : a H , 。 、 和 6 v 分 别 为 最 大 水 平 主 应 力 , 最 小 水 平 主 应力 和 垂 直 主 应 力 ; x = 别o , y 一 邢o , z = 2/ ;10 X, Y为 区 域坐 标 , Z 为埋 深 , 单 位为 rLT 分 析表 明 , 所 有 9 个 测点 的实测 值和 对应的模 型值的残差是均匀的 , 表 明由应力解除法和 水 压致 裂法两 种方 法获得 的测 量结 果服从 同一 分布规律 . 这就说明 了 由两种方 法在 峨 口 铁矿 所 获得 的地 应力测 量结果 具有 良好 的一 致性 . 4 结论 ( l) 应 力解除法 测量结 果表 明 , 在每 一测点均有2 个主应力接近于水平方 向 , 其 倾 角 不大 于 16 0 . 另一 仁应力 接 近 于 垂 直 方 向 , 其 倾角 , 5 号 孔 为 87 一 70, 6 一 8 即 L为 75 “ 一 780, 这与 水压致 裂法 测量 中的钻孔 倾角基本一致 . 因此 在水压致 裂法测 量 中假 定 钻 孔 与 1个 主 应 力方 向重合 , 是 比较符 合 实际情 况的 . ( 2) 最大 主应 力位 于水平 方向 , 其值为 自重应力的 2 倍以 上 . 垂直应力基 本等于或大于上 覆 岩层 质量 , 证 明峨 口铁矿 的地应 力场 是 以水 平构 造应力 为 主导 的而不 是 以 自重 应力 为主 导 的 . 这就 否定 了传 统 的认为 山 坡地 构造 应力 已充 分释 放的假 设 . 较大 的水平 构造 应力 的存在 对边坡稳 定性 有重 大 的影 响 , 必须 给予 足够 的重视 . (3 ) 最大 水平 主应力 a 、 随深 度 变化增 加较快 , 而深 度 变化对最 小 水 平 主 应 力 。 。 的影 响却 相 对较 小 . 这 是本 区 地应 力分 布 的一大 特点 . (4 ) 最大 主应 力 的方 向基本为北北 西 一 南南 东 向或接近于南 一 北 向 , 与矿 区 地 质 构造 分 析 的结 果 相 一 致 . 矿 区 的一 系 列 东 西 褶 皱构造 , 都 是在 近南北 向主压应力 的作 用 之下 形 成 的 , 山羊 坪正 断层也是受到南北 向挤压应力作用而产 生的与东西 向挤 压构造 相配 套 的张性断裂 . 参 考 文 献 1 G or n 记ht J M , K ly P R . 玩扭n at 洲泊璐 S l l u t 一 in P I悦二 a l l d stI R七】a iot 、 hiP ot het M ~ in 一 s iut Sit 砚洛 P ocr 认OI ksr bo p on H川J a l dcj F 田以面n g Sin 泛石 M eas u n , I K” st . q ep n 一 欣 eR tP 82 一 107 5, W出 hj n gt o n D C , 198 2 . 147 一 167 2 1丈笼 M Y , H ia m os n B C . Sat tis 往乏 } E 从目aU iot n o f H拟 ar 田i e F ar tC 面n g S tre 留 M aes u 田n 盆幻 t R 川理阴 te rs . nI t J R oc k M 以上 M in S e i & C 印n 篮℃ h A 加tr , 1989 , 26 : 4 7 ~ 4 56 3 蔡美峰 . 地应力测量 中温度补偿方法的研究 . 岩石力学与工程学报 , 1卯 1 , l仪:3) 2 7 一 23 5 (下 转第 1 1 1 页 )