[发明专利]一种测量地应力的方法和系统

权利要求书

1.一种测量地应力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备待测量的岩芯试样，所述岩芯试样具有至少三个互相相交的平面；

对所述岩芯试样施加围压，使其发生变形；

采集岩芯试样的应变值，采集的应变值包括三个平面上的正应变，以及沿两两相交平面的角平分线方向的应变；

分解沿两相交平面的角平分线方向的应变，分解的方向是两相交平面的切向方向；

对至少三个互相相交平面的角平分线方向的应变进行分解，得到三个互相相交平面的切应变；

利用得到的三个平面上的正应变和切应变，计算得到岩芯试样的地应力。

2.如权利要求1所述的测量地应力的方法，其特征在于：采集的沿两相交平面的角平分线方向的应变包括：沿两相交平面的夹角范围内的任一方向应变。

3.一种测量地应力的系统，其特征在于，包括：

持样模块，所述持样模块包括用于放置待测量的岩芯试样的底座，所述岩芯试样具有至少三个互相相交的第一平面，第二平面和第三平面，第一平面与第二平面、第三平面共有的棱边分别为第一棱边和第二棱边，第二平面与第三平面共有的棱边为第三棱边；

围压模块，所述围压模块能对所述岩芯试样施加围压；

应变采集模块，所述应变采集模块包括：

第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的接触端能分别与所述第一平面、第二平面和第三平面接触；

第四位移传感器、第五位移传感器和第六位移传感器，所述第四位移传感器、第五位移传感器和第六位移传感器的接触端能分别与所述第一棱边、第二棱边和第三棱边接触；

应变处理模块，所述应变处理模块能对采集的应变值进行处理；采集的应变值包括由所述第一位移传感器，第二位移传感器和第三位移传感器分别测量得到的第一平面，第二平面和第三平面上的正应变，以及由所述第四位移传感器、第五位移传感器和第六位移传感器分别测量得到的共有所述第一棱边、第二棱边和第三棱边的两相交平面上的切应变的合成应变；所述应变处理模块用于根据切应变互等定理，对合成应变沿两两相交平面的角平分线方向的应变进行分解，得到第一平面，第二平面和第三平面上的切应变，并用于根据所述正应变和所述切应变计算得到岩芯试样的地应力。

4.如权利要求3所述的测量地应力的系统，其特征在于包括固定模块，所述固定模块包括：

固设于所述底座上的第一固定臂，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第四位移传感器固设在所述第一固定臂上；

固设于所述底座上的第二固定臂，所述第三位移传感器固设在所述第二固定臂上；

固设于所述底座上的第三固定臂，所述第五位移传感器和第六位移传感器固设在所述第三固定臂上。

5.如权利要求4所述的测量地应力的系统，其特征在于：所述底座具有相互垂直的第一方向和第二方向，以及与所述第一方向和第二方向之间均成45°角的第三方向，且这三个方向在所述底座的同一个底座平面上；

所述第一固定臂沿第一方向固设于所述底座平面上，所述的第二固定臂沿第二方向固设于所述底座平面上，所述的第三固定臂沿第三方向固设于所述底座平面上。

6.如权利要求5所述的测量地应力的系统，其特征在于包括：沿第一方向固设于所述底座平面上的第四固定臂，所述第四固定臂上能固设三个位移传感器，所述第四固定臂上固设的三个位移传感器的其中两个位移传感器的接触端能分别与所述岩芯试样的两个平面接触，且这两个平面分别与所述第一平面和第二平面相对，所述的三个位移传感器的另一个的接触端与这两个平面之间共有的棱边接触，该共有的棱边与所述第一棱边相对。

7.如权利要求6所述的测量地应力的系统，其特征在于包括：沿第二方向固设于所述底座平面上的第五固定臂，所述第五固定臂上能固设一个位移传感器，所述第五固定臂上固设的一个位移传感器的接触端能与所述岩芯试样的一个平面接触，该平面与所述第三平面相对。

8.如权利要求6或7所述的测量地应力的系统，其特征在于包括：沿第三方向固设于所述底座平面上的第六固定臂，所述第六固定臂上能固设两个位移传感器，所述第六固定臂上固设的该两个位移传感器的接触端能分别与所述岩芯试样的两条相交的棱边接触，所述的两条相交的棱边所确定的平面与所述第三平面相对。

9.如权利要求8所述的测量地应力的系统，其特征在于：所述持样模块包括支撑台，所述支撑台固设于所述底座平面，所述支撑台用于放置并支撑所述岩芯试样。