主应力方向

摘要： 初始地应力场是地下工程设计和稳定性分析的重要依据。前常铁矿矿区地质构造复杂、巷道围岩破坏严重,掌握矿区地应力场的分布规律对了解巷道破坏、进行支护设计具有重要意义。采用三维有限差分数值计算软件(Flac^(3D)),建立了考虑矿区主要断层、岩层等的三维数值模型,进行矿区地应力场的模拟,分析了矿区整体、地质构造处和-480 m中段地应力场特征。结果表明:矿区地应力以自重应力为主,分层现象明显,应力值随埋深增加而逐渐增大,地质构造和岩性交接带对地应力的影响十分显著,出现不同程度的应力集中现象;F_(1)断层形成的构造应力对-480 m中段主运输巷道影响相对较大;-480 m中段主运输巷道侧压力系数为0.46~0.58,最大水平主应力与巷道走向的夹角为2.60°~47.75°,对维持其稳定性不利。为减小地应力场对巷道稳定性的影响,建议矿区地下巷道的布置遵循巷道走向与最大水平主应力方向平行的原则。

摘要： 在实际工程问题中,关于受力构件最大主应力大小和方向的判定是十分重要的。目前相关的力学教材中关于平面应力状态主应力方向还没有十分明确和全面的论证,本文补充了教材中关于平面应力状态主应力方向判定规定的理论证明,并提出了一种直观判定主应力方向的方法,即仅利用单元体上的切应力快速判定出主方向,并引用实例进行了验证,解决了平面应力状态下主应力方向快捷确定的应力状态分析问题,研究结果对本科生和研究生理论教学和工程实践都有十分重要的意义。

摘要： 区域地应力场状态的特征参数对于区域地壳稳定性分析、深部能源和资源开采以及深部基础设施建设都至关重要.主应力方向是地应力场的重要特征指标之一.在众多基于钻孔的地应力测量与估算方法中,利用钻孔孔壁诱发裂缝(DITF)确定区域应力场最大水平应力方向是最直接的方法之一.利用跨沂沭断裂带布置的3个深度约400m的钻孔,于2012—2014年开展了为期3a的高精度超声波钻孔电视重复扫描录井及水压致裂应力测量工作,以期准确确定区域的地应力场特征.通过录井图像精确识别出竖向裂缝共199组,其中包括钻孔诱发裂缝99组、水压致裂裂缝43组、后期生长裂缝57组.经循环统计方法确定的沂沭断裂带区域应力场的最大水平主应力优势方向为92.28°,并在优势方向附近首次发现竖向裂缝自然生长现象,进一步验证了利用超声波钻孔电视确定应力方向的准确性.

摘要： 综放工作面采动应力场分区特征决定顶煤裂隙场发育特征,为获得临空开采条件下顶煤裂隙扩展的应力驱动机制,本研究采用数值模拟、理论分析和现场实测手段对该类综放工作面顶煤主应力分布特征进行分析。结果表明:顶煤渐进破碎过程受主应力大小和方向的双重影响,最大主应力升高和最小主应力降低促进顶煤破碎,后者碎煤效率为前者的3.0~4.5倍;煤层为含有大量原生裂隙的复杂地质体,裂隙煤体具有各向异性力学特征,主应力方向旋转必然改变顶煤力学行为,进而影响顶煤破碎难度和破坏裂隙扩展特征;非临空开采条件下,顶煤主应力分布呈现对称分布特征,主应力旋转轨迹在赤平投影图中集中为一簇,旋转幅度小;临空开采条件下,顶煤主应力分布呈现非对称特征,临空侧顶煤主应力集中程度明显高于实体煤侧,主应力旋转轨迹在赤平投影图中分为两簇,旋转幅度大;采动影响下,顶煤最大主应力向竖直方向旋转,最小主应力向水平方向旋转,根据主应力同平行于推进方向竖直平面之间的空间位置关系,将顶煤主应力方向旋转轨迹划分为4个阶段:面外旋转阶段、面外反向回旋阶段、面内反向回旋阶段和非协调旋转阶段;最后采用临空开采工作面两侧巷道围岩的非对称变形现象验证了顶煤主应力方向旋转轨迹的非对称分布特征。

摘要： 主应力方向不同时,隧道围岩所处的应力环境也会不同,针对不同方向主应力作用下隧道围岩破坏规律,通过统计损伤理论和数值模拟方法,采用主应力逐级加载的方式,模拟了马蹄形隧道在不同主应力倾角下的破坏模式,并与模型试验结果相对比,验证软件模拟结果的可靠性.为了更加真实模拟隧道洞室的实际受力情况,进一步引入离心加载法定量计算隧洞的整体安全系数.结果表明,主应力方向对马蹄形隧道围岩稳定有重要影响,当 θ=0°时,隧道两侧产生了较大的剪切应力集中,破坏较为严重;当 θ=30°、45°、60°时,拱顶和底板首先产生破裂,但破裂区扩展规律不同;当 θ=90°,在底板位置处破坏显著.同时,当 θ=0°和30°时,隧道的安全系数较大;当夹角 θ=45°时,隧道的安全系数最小等.这些结果对进一步揭示隧洞围岩复杂的破坏行为,评价地下工程安全稳定性,采取合理的支护措施等均具有重要意义.

摘要： 以砂土地基中吸力桶为分析对象,建立能够考虑主应力方向旋转的本构模型,通过数值分析方法进行积分,在不同荷载倾斜角度条件下研究等效塑性应变分布及土体主应力方向的旋转变化,分析倾斜荷载对吸力桶承载性能的影响.研究结果表明:等效塑性应变主要在桶壁外围和桶端下部等区域集中分布,桶体内部土体处于弹性变形状态;荷载倾斜角度对竖向荷载-位移关系的影响比较微弱,对水平荷载-位移关系的影响则比较显著;土体主应力方向在变形初期的旋转非常显著,随着倾斜角度的增加,主应力方向的旋转逐渐显著;当竖向位移在(0.05 ～0.10)D范围时,主应力方向达到稳定状态,不再旋转.

摘要： 目的 漂塘钨矿是石英细脉带型黑钨多金属矿床,处于武夷山NE-NNE向构造带南段与南岭EW向构造带东段的复合部位.矿区内构造运动具有多旋回的特征,矿区内共轭剪节理广泛发育.采用绘制节理等密度图法确定优选产状及矿区节理分布特征,并进一步分析成矿时的主应力方向.方法 统计大量的矿脉数据并结合测量的共轭节理数据来分析成矿流体充填与节理和矿脉的关系.结果 通过研究发现,漂塘矿区共轭剪节理优选产状360°∠69°和216°∠56°,矿脉优选产状359°∠65°和210°∠56°,两者基本一致,节理可能是成矿时矿液的流通通道和赋矿场所.成矿时最大主应力 σ1的优选方向是119°∠59°,最小主应力 σ3的优选方向是283°∠30°,中间主应力σ2的优选方向是17°∠7°.结论 最大主应力优选方位与矿区断层走向近垂直,推测节理可能是漂塘钨矿的控矿构造之一.

摘要： 针对当前主应力大小和方向变化下粉土力学行为研究比较缺乏的现状,利用GDS空心圆柱仪,在不排水条件下保持平均主应力、主应力方向以及中主应力系数不变,对等压固结的饱和中密粉土进行单调剪切试验.重点研究了主应力方向和中主应力系数对应力-应变关系、有效应力路径以及相变有效内摩擦角的影响.研究表明,主应力方向角越大,应变硬化特征越弱,相变强度越低,相变有效内摩察角变化不明显;中主应力系数越大,应变硬化特征先增强后减弱,相变强度变化不明显,相变有效内摩擦角先增大后减小.

摘要： 本文采用模型实验方法探究了马蹄形隧道在不同方向主应力作用下围岩从初始损伤到完全破坏的全过程，归纳分析马蹄形隧道在不同方向主应力作用下的破坏规律。实验结果表明，马蹄形隧道裂纹的产生和扩展大致沿主应力方向，马蹄形隧道围岩的破坏模式随主应力方向而改变。破坏应力的最大值出现在主应力与隧道成60°左右时，破坏应力的最小值则出现在主应力与隧道成45°左右和90°左右时，且45°左右方向的破坏应力与90°左右方向的破坏应力基本相同。在主应力与隧道底边成60°左右和75°左右时，隧道破坏的突发性高于其它五组试块，易产生岩爆。

摘要： 利用“土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪”，针对初始成样含水率分别为0、5%、10%，夯击法制备的饱和重塑粉土试样，在初始主应力方向角分别为0o、30o、45o的条件下进行非均等固结，然后保持平均主应力100kPa、中主应力系数0.5、各主应力方向角以及加载速率恒定进行了应力控制式不排水单调剪切试验。着重探讨了主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土应力-应变关系、孔隙水压力变化及有效应力路径等的影响。试验结果表明：主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土的变形及强度特性具有显著影响。初始成样含水率影响应力-应变关系，对剪切强度影响不太显著，但破坏标准的选择对试验结果影响明显，干装样的孔压值低于湿装样；各种初始成样含水率的归一化剪切强度均随着主应力方向的增加而逐渐降低，而归一化孔压最大值则呈现增大的趋势。

摘要： 利用“土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪”，针对初始成样含水率分别为0、5％、10％，夯击法制备的饱和重塑粉土试样，在初始主应力方向角分别为0°、300°、45°的条件下进行非均等固结，然后保持平均主应力100 kPa、中主应力系数0．5、各主应力方向角以及加载速率恒定进行了应力控制式不排水单调剪切试验。着重探讨了主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土应力．应变关系、孔隙水压力变化及有效应力路径等的影响。试验结果表明：主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土的变形及强度特性具有显著影响。初始成样含水率影响应力．应变关系，对剪切强度影响不太显著，但破坏标准的选择对试验结果影响明显，干装样的孔压值低于湿装样；各种初始成样含水率的归一化剪切强度均随着主应力方向的增加而逐渐降低，而归一化孔压最大值则呈现增大的趋势。

摘要： 本研究在San Andreas断层深部取一水平面，建立了走滑断层的平面应变弹性有限元模型，当远场的应力比从0增加至1时，分析断层内的最大主应力方向(与断层夹角Ψ)、断层内的应力比、有效摩擦系数相对于远场应力比的变化。rn 结果表明:对于给定的断层泊松比，随着远场应力比增大，断层内最大主应力由原来与断层近垂直的方向旋转至与断层近平行的方向，断层内应力比先增大到极大值再减小，而有效摩擦系数先减小到极小值再增大。且泊松比越大，断层内的最大主应力旋转越显著。根据库仑破裂准则(忽略内聚力)，如果岩石干摩擦系数取0.1~0.6，当断层内最大主应力方向与断层夹角Ψ为30°~42°时，破裂面沿着断层方向。有限元数值模拟结果给出:对于断层泊松比为0.45的情形，夹角Ψ为30°~42°时(此时破裂面沿着断层方向)对应的远场应力比约为0.5~0.55，对应的断层内的应力比正好处于极大值0.84附近，对应的断层有效摩擦系数处于极小值0.09附近(0.0873±0.0017);对于断层泊松比为0.35的情形，夹角Ψ为30°~42°时(此时破裂面沿着断层方向)对应的远场应力比约为0.75~0.8，对应的断层内应力比处于极大值0.92附近，对应的断层有效摩擦系数处于极小值0.04附近(0.0401±0.0007。这些结果表明，当断层处于临界破裂状态时，断层的动力学环境存在着内在的联系，断层内的泊松比、主应力方向、应力比、有效摩擦系数以及断层外的应力比等力学量相互关联。

摘要： 一种岩石真三轴压力室，在其室壁上有十字交叉布置的四个自平衡活塞，每个活塞有压力腔和背压腔，其中压力腔通过设有单向阀的外置油路与压力室相接，背压腔通过管路和单向阀分别与大气和调位用手动泵相接；自平衡活塞设有压力控制系统，该系统通过手动泵对活塞压力腔外置油路进行泄压，由EDC控制器接收压力传感器和力传感器的反馈信号并输出控制指令给Moog伺服阀，伺服阀按指令通过控制外接油路对作动器的供油调节活塞所收压力。该真三轴压力室在保留原两刚一柔真三轴压力室优点的基础上增加了自平衡-非自平衡转换功能，弥补了原真三轴压力室只能卸载到静水压力条件的不足，实现了完全应力路径的卸载。

摘要： 本发明提供一种通过旋转迭代求取主应力及主方向的方法。包括：一点处的应力状态由一个无限缩小于该点的立方体三个正交面上的应力表示并选择最大切应力，绕该切应力所在平面的法方向旋转一个特定角度，使新应力分量表达式中的此切应力为零；在新应力张量表达式中再次选择最大切应力；之前已经变为零的切应力会在新的旋转过程中不再为零，应力张量表达式中的三个切应力的平方和却会随着旋转逐步趋于零，当平方和小于所要求的计算精度后，应力张量表达式中的三个正应力分量认定为该点的主应力，新正六面体三个正交面的法方向认定为该点的主方向。本发明的有益效果：原理直观，计算便捷，为计算主应力及主方法提供一种新手段。

摘要： 一种可直接指示方向的主应力方向判定方法属于金属材料的应力定向检测技术领域，尤其涉及一种可直接指示方向的主应力方向判定方法。设计程序包括系统调用主程序、步进电机数据采集子程序、采集数据处理子程序、步进电机指示方向步数子程序，步进电机指示方向子程序和作为中断服务程序的原始值采集子程序；系统调用主程序采用汇编伪指令设置LINEADR为原始数值存放地址；ADTURN为采集数据存放区首地址；ADR为‘数据位置记录值’存放地址，ADR+1为步进电机指示方向步数‘小循环次数’存放地址，ADR+2为步进电机指示方向步数‘大循环次数’存放地址，TABLE为步进电机正转表首地址。

摘要： 本发明涉及一种煤矿井下地应力场主应力方向预测方法，主要特征是根据区域构造演化历史和现今构造运动特点，初步预测区域地应力场类型；其次是选取同一岩层内相互交叉、支护类型基本相同的巷道进一步判断观测区域地应力场类型；然后，根据井下应力痕迹几何特征，判断观测地点的地应力场最大水平主应力方向；最后结合地应力场类型及最大水平主应力方向，判断地应力场最大主应力方向、中间主应力方向、最小主应力方向。该方法克服了现有煤矿地应力场测试方法工程费用高、过程繁琐的问题，利用巷道变形、应力痕迹特征与地应力场类型及主应力方向关系，提出了一种经济实用而有效的煤矿井下地应力场主应力方向预测方法。

摘要： 一种可直接指示方向的主应力方向判定方法属于金属材料的应力定向检测技术领域，尤其涉及一种可直接指示方向的主应力方向判定方法。设计程序包括系统调用主程序、步进电机数据采集子程序、采集数据处理子程序、步进电机指示方向步数子程序，步进电机指示方向子程序和作为中断服务程序的原始值采集子程序；系统调用主程序采用汇编伪指令设置LINEADR为原始数值存放地址；ADTURN为采集数据存放区首地址；ADR为‘数据位置记录值’存放地址，ADR+1为步进电机指示方向步数‘小循环次数’存放地址，ADR+2为步进电机指示方向步数‘大循环次数’存放地址，TABLE为步进电机正转表首地址。

摘要： 本发明涉及一种煤矿井下地应力场主应力方向预测方法，主要特征是根据区域构造演化历史和现今构造运动特点，初步预测区域地应力场类型；其次是选取同一岩层内相互交叉、支护类型基本相同的巷道进一步判断观测区域地应力场类型；然后，根据井下应力痕迹几何特征，判断观测地点的地应力场最大水平主应力方向；最后结合地应力场类型及最大水平主应力方向，判断地应力场最大主应力方向、中间主应力方向、最小主应力方向。该方法克服了现有煤矿地应力场测试方法工程费用高、过程繁琐的问题，利用巷道变形、应力痕迹特征与地应力场类型及主应力方向关系，提出了一种经济实用而有效的煤矿井下地应力场主应力方向预测方法。

摘要： 采用扩展有限元方法，针对缝洞型碳酸盐岩油气藏，建立了一套孔洞型介质中基质内流体渗流‑孔洞内流体自由流动‑应力耦合扩展有限元模型，通过该模型优化射孔方位，改变人工裂缝初始起裂方位角，达到裂缝沿非水平最大主应力方向延伸从而沟通到非水平最大主应力方向的溶洞的目的，进而形成了一种基于缝洞型油藏三维地应力场分布的非水平最大主应力方向的溶洞沟通技术，弥补了现有缝洞型碳酸盐岩油气藏溶洞沟通技术的不足。

摘要： 本发明公开了判断古主应力方向的方法及电子设备，该方法包括：确定研究工区的中心点；在研究工区的三维地震数据中，以中心点为圆心，在预设角度范围内按预设间隔角度提取通过中心点的多个剖面；获得研究工区地质的多个构造子层，并确定每个构造子层的标志层；计算每个构造子层的标志层在每个剖面上的净缩短量；分别针对每个构造子层，基于构造子层的标志层在每个剖面上的净缩短量，绘制其对应的缩短量玫瑰花图，确定其对应的主应力方向。本发明可判断各构造子层最大缩短量方向，进而较准确判断古应力场方向，较为准确反映不同期次构造应力方向及构造活动强度，为构造恢复、断裂成因及演化、古石油地质条件研究提供较精确依据。

摘要： 本发明公开了一种用于测定主应力方向的锥形图像光载波器，包括图像显示屏和圆球,打开电动机和测定装置，电动机输出端主轴带动第二齿轮转动，从而带动第一齿轮缓慢转动，通过传动杆和连接杆让测定装置转动，测定装置通过四个呈矩形分布的竖杆和滑动杆，从而上下摆动旋转，呈上下锥形运动，数据通过导线直接进入到工作台和图像显示屏中，图像显示屏，旋转丝杆，带动第二限位块通过圆形滑块沿着第二滑槽移动，从而升降杆上下升降，调节工作台高度，该发明能够自动测定主应力方向，能够自动处理显示锥形图像，操作工人操作简单，操作过程省时省力，便于移动和稳定运行，能够图像显示屏高度，为人们观察提供便利。

摘要： 一种基于磁记忆检测技术的主应力方向判定方法属于金属材料的应力定向检测技术领域，尤其涉及一种基于磁记忆检测技术的主应力方向判定方法。本发明提供一种基于磁记忆检测技术的主应力方向判定方法。本发明包括系统调用主程序、步进电机数据采集子程序、采集数据处理子程序、BCD码转换子程序、LED显示子程序和作为中断服务程序的原始值采集子程序；系统调用主程采用汇编伪指令设置LINEADR为原始数值存放地址；ADTURN为采集数据存放区首地址；SHOWADR为数据位置记录值存放地址，SHOWADR1为LED显示数据‘十位’存放地址。