·326 工程科学学报，第39卷，第3期 数据认为是有效的，落在对称线外侧的5%的数据，认 行分析，最终选取了165组（图1）有效数据作为地应 为偏离回归线较远，视为异常数据，则将其剔除，具 力统计分析样本.其中水压致裂数据16组，埋深范 体处理方式见图2.经过数据优化处理后，将低质 围为99~302m:应力解除数据149组，埋深范围为 量、低可靠性的数据删去，只采用较高质量的数据进 44~975m. o/MPa MPa 10 20 30 40 10 20 30 40 506070 ·应力解除数据 ·应力解除数据 ·水压致裂数据 ·水压致裂数据 200 200 0=0.0246140.6225 0am=0.03951+4.6905 (R2-0.6250 400 R-0.6222) 600 600 800 800 1000 1000 1200 1200 o/MPa 10 15202530354045 ·应力解除数据 200 ·水压致裂数据 90.0212H+1.5615 400 (R=0.6059 600 800 1000 1200 图2实测地应力数据优化 Fig.2 Optimized processing of measured in-situ stress data 2数据资料分析 的影响，导致地应力测量数据离散性也较大.有的离 散数据表明即使在同一地区相同埋深的情况下，垂直 2.1金属矿区地应力场特征分析 主应力也相差很大，这与地质因素有重要关系.对应 2.1.1垂直主应力随埋深变化 力解除法得到的垂直主应力数据与埋深的关系进行线 对于垂直主应力的测量数据，水压致裂法采用的 性回归，结果为 是二维测试系统，采用该方法实际上无法测量真实的 g,=0.0242H+0.5672,R=0.7153. (1) 垂直主应力，而应力解除法得到的是实测垂直主应力 式中：σ.为应力解除法得到的垂直主应力，MPa:H为 数据.因此，在研究垂直主应力随埋深分布规律时，将 深度，m 水压致裂法得到的数据与应力解除法得到的数据分开 σ，的相关系数超过了0.71，垂直主应力与埋深具 处理，鉴于水压致裂法测量数据很少，不作具体分析， 有一定的线性关系.式(1)中的应力变化梯度较小，而 利用应力解除法测得的垂直主应力数据来研究我国金 且还有一个较小常数项，这种偏差除可能与测量误差 属矿区的垂直主应力分布规律. 有关外，还可能与板块移动、岩浆活动、构造运动等地 垂直主应力的取值范围为1.19~34.52MPa,平均 质作用有关，这是地质因素及其他因素综合影响的结 为12.11MPa.从图3中可以看出垂直主应力整体上 果.采用地表值为0的约束回归方法（即常数项为0） 随着埋深增加而增大，具有明显的线性相关性，符合已 时，得到σ，随埋深变化的线性回归方程为 有的认识和规律.但由于国内各地区矿区地质条件 0.=0.0251H,R=0.7139. (2) (如地形地貌、断层、褶皱、构造运动和地下水)差异较 Brown和Hoek7统计得到的全球范围内垂直主 大，而且地应力测量不可避免地会受到矿山开采扰动 应力随埋深的变化规律为工程科学学报，第 39 卷，第 3 期 数据认为是有效的，落在对称线外侧的 5% 的数据，认 为偏离回归线较远，视为异常数据，则将其剔除，具 体处理方 式 见 图 2． 经 过 数 据 优 化 处 理 后，将 低 质 量、低可靠性的数据删去，只采用较高质量的数据进 行分析，最终选取了 165 组( 图 1) 有效数据作为地应 力统计分析样本． 其中水压致裂数据 16 组，埋深范 围为 99 ～ 302 m; 应力解除数据 149 组，埋深范围为 44 ～ 975 m． 图 2 实测地应力数据优化 Fig． 2 Optimized processing of measured in-situ stress data 2 数据资料分析 2. 1 金属矿区地应力场特征分析 2. 1. 1 垂直主应力随埋深变化 对于垂直主应力的测量数据，水压致裂法采用的 是二维测试系统，采用该方法实际上无法测量真实的 垂直主应力，而应力解除法得到的是实测垂直主应力 数据． 因此，在研究垂直主应力随埋深分布规律时，将 水压致裂法得到的数据与应力解除法得到的数据分开 处理，鉴于水压致裂法测量数据很少，不作具体分析， 利用应力解除法测得的垂直主应力数据来研究我国金 属矿区的垂直主应力分布规律． 垂直主应力的取值范围为 1. 19 ～ 34. 52 MPa，平均 为 12. 11 MPa． 从图 3 中可以看出垂直主应力整体上 随着埋深增加而增大，具有明显的线性相关性，符合已 有的认识和规律． 但由于国内各地区矿区地质条件 ( 如地形地貌、断层、褶皱、构造运动和地下水) 差异较 大，而且地应力测量不可避免地会受到矿山开采扰动 的影响，导致地应力测量数据离散性也较大． 有的离 散数据表明即使在同一地区相同埋深的情况下，垂直 主应力也相差很大，这与地质因素有重要关系． 对应 力解除法得到的垂直主应力数据与埋深的关系进行线 性回归，结果为 σv = 0. 0242H + 0. 5672，Ｒ2 = 0. 7153． ( 1) 式中: σv 为应力解除法得到的垂直主应力，MPa; H 为 深度，m． σv 的相关系数超过了 0. 71，垂直主应力与埋深具 有一定的线性关系． 式( 1) 中的应力变化梯度较小，而 且还有一个较小常数项，这种偏差除可能与测量误差 有关外，还可能与板块移动、岩浆活动、构造运动等地 质作用有关，这是地质因素及其他因素综合影响的结 果． 采用地表值为 0 的约束回归方法( 即常数项为 0) 时，得到 σv 随埋深变化的线性回归方程为 σv = 0. 0251H，Ｒ2 = 0. 7139． ( 2) Brown 和 Hoek［7--8］统计得到的全球范围内垂直主 应力随埋深的变化规律为 · 623 ·