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地应力无时无刻都在影响着某些工程领域,而如何获知具体地应力只有通过测量,测量的方法有很多种,每种方法都有其优点和缺点,且每种方法都有各自的使用条件。在诸多方法中,应力解除法应用较广泛且较准确。但在实际测量中,测量结果的可靠性受到多方面影响因素的影响,例如受到测量温、钻进钻孔偏心、岩石的各种性质和测量仪器本身的构成等因素的影响,都会使地应力测量结果发生变化,从而影响地应力测量的可靠性。本文综合应用地应力实测技术、岩石力学理论、ANSYS模拟、数学赋权理论等手段对地应力测量的可靠性进行分析研究: (1)详细分析了地应力的成因和地应力场的分布规律,并基于对地应力测量方法的原理、计算分析、现场实用和各自特点的学习了解,主要针对应用应力解除法空心包体应变计测量地应力所考虑到的几种影响因素进行不同方法的可靠性分析,提出了一些可以有效提高地应力测量可靠性工艺和仪器改进的方法。 (2)本文中主要考虑到空心包体应变计测量地应力时会产生较明显影响的几方面因素并进行可靠性分析:温度变化对于测量精度的影响、钻孔偏心对于测量精度的影响、围压率定过程中岩石弹性模量和泊松比的测定对于精度的影响、岩石的不连续性、不均质性和各向异性对于测量精度的影响、环氧树脂层对于测量精度的影响。 (3)在对几种影响因素所产生的误差进行定量分析和误差修正之后,选择了主要影响地应力的五个因素,分别利用数学分析中的熵值法和层次分析法求出各个因素各自产生影响的权重,综合两种赋权方法最终得到五种因素共同作用下对于地应力的测量的影响,从而得到在综合作用下所产生的总误差计算公式,最终通过总误差计算公式保证每种因素控制在某段范围内才能让几种因素综合作用下后测得的数据具有可靠性,校验测量数据是否失效。 (4)根据对影响因素的分析,主要针对两种测量影响因素进行工艺的改进。一方面是针对钻孔偏心,分析了钻孔偏心的原因,提出了钻孔钻进防偏的一些纠正方法和技术改进。另一方面是根据温度补偿方法的研究和分析,对温度传感器原件进行对比,采用新型 DS18B20传感器更加精确的测量出温度的变化,对温度传感器的位置和空心包体应变计结构进行改进,达到提高测量可靠性的目的。