地应力中，具有区域性分布特点的是( )。

地应力中具有区域性分布特点的是( )。

A 、原岩应力

B 、自重应力

C 、构造应力

D 、水平应力

参考答案:

【正确答案：C】

地应力分布规律

（1）垂直应力分布

图1-6 垂直应力与深度的关系

（Hoek＆Brown，1978）

胡克和布朗（Hoek＆Brown，1978）总结出世界各国垂直应力分量随深度H的变化规律（图1-6），反映出垂直地应力主要与埋深有关。实测垂直应力分量随深度呈线性增长，其量值随不同地区而有所差异。据Н.К.булин（1951）（转引自孙广忠，1988）对世界上许多矿山和盆地的实测地应力结果分析认为，在25～2700m范围内，垂直应力与随深度线性增加，其增加率与一个地区岩层的平均密度相当。

（2）“水平”地应力

许多学者对沉积岩中水平应力进行过测量和分析。G.Herget（1951）的统计结果表明，水平应力可能出现三种情况（图1-7）：①在构造稳定的地台区，水平应力一般小于垂直应力；

②当构造应力较小时，水平应力主要为垂直应力产生的“诱导”应力；

③而在构造活动带或盆地周边地区水平应力一般普遍大于垂直应力。

图1-7 水平应力随深度而增加

（G.Herget，1951）

①②③说明见正文

图1-8 平均水平/垂直应力与深度关系

（Hoek＆Brown，1978）

胡克和布朗（Hoek＆Brown，1978）总结出的平均水平应力与垂直应力的比值K随深度H的变化规律（图1-8）。上述关系反映出，在盆地浅层经常出现水平应力大于垂直应力的情况。这种现象表明，构造等其他应力作用的存在。

上述资料说明，沉积盆地中的水平地应力分布具有如下特点：①水平应力随着埋深的增大而增大；

②两个水平方向在无重力以外的其他应力来源时，两者相同。当叠加了构造应力后，两者存在差别，并具有方向性；

③构造活动区及浅层，水平应力一般大于垂直应力，而稳定地台区和深层，水平应力小于垂直应力，每个地区因构造、地质条件的不同这种变化可能是不同的。

（3）地应力方向问题

一般认为地层中岩石单元的应力由垂直地应力和两个水平地应力所构成（图1-9）。由于地应力分布的复杂性，使得应力单元并不是上述简单的情况，在一些情况下，应力与水平面有夹角关系。如北海的Mirren油田，因盐丘体作用使得应力围绕盐丘体复杂分布，造成近最大主。应力方向与水平方向呈20°～40°夹角（A.C.Afghoul，2004）（图1-10）。

图1-9 世界地应力方向分布及应力单元

从龙门山推覆构造带的构造行迹分析，推覆构造作用力方向，主体为EW、EN、ES方向，川西前陆盆地中不同的构造、不同层位，以及是否存在断层等，都可能造成应力方向的变化。

据川西南部白马地区侏罗系蓬莱镇组地层的应力场模拟结果（图1-11），近“水平”的构造应力存在8°～12°的倾角。这与龙门山前缘推覆断层的产状，造成的“斜向”推覆作用有关。

地应力分布规律？

1) 地应力是一个相对稳定性的非稳定应力场，且是时间和空间的函数

三个主应力的大小和方向是随着空间和时间变化的，因而它是个非均匀的应力场。地应力在空间上的变化，从小范围来看，其变化是很明显的；但就某个地区整体而言，变化不大。如我国华北地区，北西到近于东西的主压应力。

在某些地震活跃的地区，地应力大小和方向是随时间的变化也是非常明显的，在地震前，处于应力积累阶段，应力值不断升高，而地震时，集中的应力得到释放，应力值突然大幅度下降。主应力方向在地震发生时会发生明显改变，震后一段时间又恢复到震前状态。

2) 实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量

E. Hoek和E.T. Brown总结出的实测垂直应力随深度H变化的规律。在深度为25~2700m范围内，实测垂直应力呈线性增长。

在埋深小于1000m时，测量值与预测值可能差别很大，有的甚至相差达到5倍，因此这个方程可以很好地估算出所有应力测量值的均值，但绝对不能用它来得到任一特定位置处的准确值，因此最好是测量而不是估算来确定垂直应力分量。

部分地区垂直应力与埋深的关系（图5）

3) 水平应力普遍大于垂直应力

实测资料表明，几乎所有地区均有两个主应力位于水平或接近水平的平面内，其与水平面的夹角一般不大于30度，最大水平主应力普遍垂直应力，两者之比一般为0.5~5.5，在很大情况下都大于2。

总结目前全世界地应力实测结果，得出σh,max/σv之值一般为0.5~5.0，大多数为0.8~1.5。这说明垂直应力在多数情况下为最小主应力，在少数情况下为中间主应力，极个别情况下为最大主应力。

4) 平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小

E. Hoek和E.T. Brown研究了世界各地116个现场地应力测量资料，平均水平应力与垂直应力的比值K。

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部分地区水平应力系数与埋深的关系（图6）

5) 最大水平主应力与最小水平主应力也随深度呈线性增长关系

6) 最大水平主应力与最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向

性

7) 地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、

岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大

最大主应力在谷底或河床中心近于水平，而在两岸岸坡则向谷底或河床倾斜，并大致与坡面平行