[发明专利]一种基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法

权利要求书

1.一种基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法，其特征在于，包括：

在母岩上沿母岩的岩芯轴向、以及沿垂直于母岩岩芯轴向的多个方向钻取多个岩芯试样；

对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和/或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力；

基于所述岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，确定母岩的最大水平主应力、最小水平主应力、以及最大水平主应力与标志线的夹角，所述标志线为沿母岩表面预先设定的平行于母岩轴线的直线；

确定所述标志线与地理北极的方位角，基于所述标志线与地理北极的方位角，确定所述最大水平主应力相对于地理北极的方位角；

所述对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和/或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，具体包括：

对每个岩芯试样进行连续多个循环的单轴加载试验，并通过声发射监测系统，获取每次单轴加载试验中的声发射计数；

确定声发射计数与时间关系曲线、以及应力与时间关系曲线；

基于声发射计数与时间关系，确定声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及声发射累计计数与时间关系曲线；

从所述声发射计数与时间关系曲线、所述声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及所述声发射累计计数与时间关系曲线中，确定声发射计数与声发射计数速率增量的共同激增点作为Kaiser效应点；

从岩芯试样的应力与时间曲线上确定Kaiser效应点所对应的应力作为岩芯试样上的Kaiser效应点的应力；

所述对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和/或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，具体还包括：

在Kaiser效应点的表征指标超出预设范围时，则：

在岩芯试样的岩石弹性变形阶段找出声发射计数激增区间；

计算声发射计数时间序列的关联分形维数，并绘制分维与时间曲线，确定岩石弹性变形阶段的降维范围，从所述降维范围确定分维突降点；

基于岩石弹性变形阶段声发射计数激增点和分维突降点，确定以分维突降点为基准预设范围内的声发射计数激增点，作为岩芯试样上的Kaiser效应点，岩石弹性变形阶段为应力与时间关系曲线中的线性增长阶段；

从岩芯试样的应力与时间曲线上确定Kaiser效应点所对应的应力作为岩芯试样上的Kaiser效应点的应力。

2.根据权利要求1所述的基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法，其特征在于，所述从所述声发射计数与时间关系曲线、所述声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及所述累计计数与时间关系曲线中，确定声发射计数与声发射计数速率增量的共同激增点作为Kaiser效应点，具体包括：

从所述声发射计数与时间关系曲线、所述声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及所述累计计数与时间关系曲线中，选择单轴加载试验的第二个循环中，声发射计数与声发射计数速率增量的共同激增点，作为Kaiser效应点。

3.根据权利要求1至2任一项所述的基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法，其特征在于，所述对每个岩芯试样进行连续多个循环的单轴加载试验，具体包括：

对每个岩芯试样进行连续多个循环的单轴加载试验，其中，首循环σ_p小于σ_hmax，之后多次循环σ_p大于σ_hmax，小于σ_e，σ_p是指循环峰值载荷，σ_hmax是指先前受到的最大应力，σ_e是指扩容点应力。