[发明专利]一种快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法

权利要求书

1.一种快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：收集公开发表的涉及或反映中国境内的地应力场分布特征的数据；

步骤2：根据中国境内的区域性构造将中国全境划分成若干次级板块；

步骤3：根据收集到的资料，将如下3个方面的信息输入计算机，作为定量评价的依据：(1)地表运动速度大小和方位；(2)中国境内地应力测试成果；(3)依据不同成因岩石中地应力大小随深度分布获得的统计关系；

步骤4：根据上述输入信息，假定三个主应力中两个近水平，一个近垂直，拟定地应力大小和方向的估计方法；

步骤5：根据上述设计的估算方法，根据输入的参数条件，计算机后台以相关的实测统计结果为基础，同时增加考虑地表运动速度的影响，进行最大主应力方位、三个主应力大小的计算查询；

步骤6：查询中国境内某点的地应力时，系统内部按照大地构造板块为单元进行计算查询，即某个点的地应力状态查询所依赖的源数据仅限制于其所在板块内，系统采用距离反比平方来考虑源数据地理位置对查询点的影响程度。

2.根据权利要求1所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：最大水平主应力方位的查询是这样的：对任意一个待查位置，给定其经纬度，系统先根据距离关系在板块内搜索后台保存的数据，分别获得该点地表运动方位和实测值指示的方位，然后按照加权方式计算出综合结果。

3.根据权利要求2所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：三个主应力大小的查询是这样的：根据步骤1收集到的资料，依据输入的参数条件，系统计算给出三个主应力大小的分布特征；系统假定三个主应力随深度呈线性变化，斜率为K、截距为T，即岩体中任一深度处主应力服从式(1)的定义；

σ＝K·h+T (1)

其中σ、h分别为某一主应力和埋深。

4.根据权利要求2所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：查询点处最大水平主应力方位为该点地表运动方位和实测值指示的方位的加权值，按式(2)计算获得；

式中，分别为依据后台地表运动、测试成果插值计算获得的最大水平主应力方位矢量，a、b为相应的权重系数。

5.根据权利要求3所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：三个主应力的分布规律服从为斜率为K、截距为T的线性表达式，K、T分别按式(3)、(4)计算；

K＝A·exp(B·v) (3)

T＝a·ln(v)+b (4)

式中，v为指定查询部位经后台地表运动数据插值计算得到的速度，A、a、b为已知系数，通过查表取值。

6.根据权利要求3所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：依据输入的岩石单轴抗压强度按式(4)对主应力分布参数K进行修正；

K＝(0.4σ_c-31)/10000 (4)

式中，σ_c为岩石单轴抗压强度，取值范围为[25,150]，小于25时取25，大于150时取150。

7.根据权利要求1所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：步骤1的数据包括：(1)地表运动的GPS监测成果；(2)地应力测试和震源解译成果；(3)依据300多组实测应力成果统计获得的地应力大小与岩石成因之间的关系数据。

8.根据权利要求1所述的快速估算中国境内任意位置地应力场分布状态的方法，其特征在于：步骤4具体实现方式为：(1)最大水平主应力方向为地表运动方位和测试结果的加权平均值；(2)三个主应力大小分别考虑速度大小和岩性的影响，为二者的加权平均。