[发明专利]一种基于水压致裂法确定渗透性岩体最大水平主应力的方法

权利要求书

1.一种基于水压致裂法确定渗透性岩体最大水平主应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过水压致裂法测得岩体测试段的破裂压力P_b，岩体的瞬时关闭压力P_s，岩体重张压力P_r，岩体中孔隙压力P0，并计算未经修正的最大水平主应力S_H0和最小水平主应力S_h0；

步骤2，根据水压致裂法所需的测试段深度h，取对应测试段的岩心制成标准测试试样；

步骤3，获得标准测试试样的体积V、试样截面积A、岩石孔隙率np以及岩石饱和密度ρ；

步骤4，将标准测试试样放置到三轴压缩试验装置中进行等向压缩试验，获得加载应力σ和轴向应变ε₁、环向应变ε₂、体积应变ε_v的关系曲线；

步骤5，根据加载应力σ和体积应变ε_v的关系曲线，并基于遗传算法获得Biot系数α；

步骤6，获得泊松比υ；

步骤7，将得到的Biot系数α和泊松比υ带入如下公式确定修正后的最大水平主应力的修正S_H

S_H＝3S_h0-K₁P_r-K₂P₀

K₂＝1+α。

2.根据权利要求1所述的基于水压致裂法确定渗透性岩体最大水平主应力的方法，其特征在于：步骤4中，获得加载应力σ和轴向应变ε₁、环向应变ε₂、体积应变ε_v的关系曲线包括：

步骤401，在加载应力之前对标准测试试样进行饱水；

步骤402，将饱水后的标准测试试样用塑料薄膜包裹一层，并使用热缩管加热箍紧，保证标准测试试样表面无明显褶皱；

步骤403，在标准测试试样上安装轴向应变测试仪和环向应变测试仪，并放置到三轴压缩试验装置中；

步骤404，以0.05MPa/s的加载速率同步施加轴向压力σ1和围压σ3，试验过程中保持σ₁＝σ₃＝σ至预定压力值σ_p，预定压力值其中S_v是根据覆盖层厚度估算的自重应力，其值大小为ρgh；

步骤405，根据加载过程中测得的轴向应变ε₁、环向应变ε₂以及计算体积应变ε_v＝ε₁+2ε₂，获得加载应力σ和轴向应变ε₁、环向应变ε₂、体积应变ε_v的关系曲线；

步骤406，当加载到预定压力值σ_p后，以0.05MPa/s的速率进行围压卸载，将围压σ₃卸载至0.8σ_p，卸载过程中保持轴向压力σ₁不变，围压卸载完成后，计算卸载后和卸载前的轴向应变的变化量Δε₁和环向应变的变化量Δε₃。