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《煤矿井下地质构造与地应力的关系_王胜本》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第7期煤炭学报Vo.l33No.72008年7月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYJuly2008文章编号:0253-9993(2008)07-0738-05煤矿井下地质构造与地应力的关系12王胜本,张晓(1天津大学管理学院,天津300072;2煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013)3D摘要:在分析总结地质构造与地应力方向关系的基础上,采用有限差分数值模拟软件FLAC,建立了分析褶曲、断层等常见地质构造的数值模型.分析了地质构造附近岩层位移、应力场分布特征与变化规律,以及岩层破坏
2、状况,模拟结果与理论分析相一致.关键词:地质构造;地应力;数值模拟;应力场中图分类号:P618102文献标识码:ARelationbetweengeologicalstructuresandin-situstressesinundergroundcoalmines12WANGSheng-ben,ZHANGXiao(1DepartmentofManagement,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2CoalMiningandDesigningBranch,ChinaCoalResearchInstitu
3、te,Bei-jing100013,China)Abstract:Basedontheanalysistotherelationsbetweengeologicalstructuresandthein-situstresses,thenumer-icalmodelswassetupforanalysisonthenormalgeologicalstructures,suchasfoldsandfaultusingfinitedifference3DnumerricalsimulationsoftwareFLAC.Thestratadisplacemen,
4、tstressfieldsdistributionandvariationlaw,thestratadamagestatesinthevicinityofthegeologicalstructureswereanalysed.Thenumerricalsimulationresultsareconsistensiedwiththoseoftheoryanalysis.Keywords:geologicalstructure;in-situstress;numericalsimulation;stressfields褶曲、断层、节理等所有地质构造无不是在
5、构造应力的作用下引起的地壳岩石形变与断裂而保存下来[1]的构造形迹.不同应力条件下形成的地质构造往往不同,因此不同地质构造在一定程度上可以反映地[2]质构造形成时不同的构造应力状态.对于一次构造运动形成的地质构造,其与形成时的主应力有着比较确定的相关关系.需要说明的是,目前地层中绝大多数地质构造的存在形式都是经历过多次构造运动的结果,每次构造运动对地应力的影响也不尽相同,因此地质构造和地应力的关系非常复杂,具体需要从构造上分析其演化期次、先后成生关系进行研究.由于其相关关系的复杂性,根据地质构造分析结果只能是定性或半定量地确定地应力状态,难以十分准确地确定
6、其附近地应力的大小和方向,要想准确确定局部的地应力状态,惟一有效的方法是进行地应力现场测试.根据地应力测量结果结合地质构造分析来研究区域[3-4]构造应力场,是较为科学的应力场研究方法.因此,了解地质构造和地应力的关系对研究区域应力场和工程稳定性具有重要的科学实践意义.为了便于分析,本文对地质构造与地应力的关系研究仅对受一次构造运动而形成的地质构造来进行研究.收稿日期:2008-02-13责任编辑:毕永华作者简介:王胜本(1967),男,山东肥城人,高级工程师,博士研究生.Te:l0315-3725300,E-mai:lwangshengben@
7、126com第7期王胜本等:煤矿井下地质构造与地应力的关系7391地质构造与主应力方向的关系11断层与主应力方向的关系断层是地层中普遍存在的断裂地质构造现象,对生产实践影响很大.应用断层确定主应力轴的方法主要有应用典型共轭断层对确定主应力轴和通过断层面产状及断层面上擦痕侧伏角和移位符号确定主应力轴[5]2种.根据剪切破裂所产生的断层两盘位移形式将断层分为正断层、逆断层、平移断层.对于一次构造运动形成的断层,不同断层在形成时对应不同的地应力状态,因此不同形式的断层与主应力轴的关系也不[6-8]同,如图1所示.具体有如下对应关系.正断层的最大主应力轴(
8、1)为垂直状态,中间主应力轴(2)与最小主应力轴(3)为水平
