張玉璽

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 西安 710043， 中國(guó))

0 引 言

色季拉山地處藏東南高山峽谷區(qū)，是雅魯藏布江支流尼洋河和魯朗河的分水嶺，山勢(shì)雄厚，嶺脊高聳，兩側(cè)峽谷高差顯著。因位于青藏高原東南緣的喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)地區(qū)，著名的雅魯藏布江大拐彎西側(cè)(陳建軍等， 2008)，是全球新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為活躍的區(qū)域，區(qū)內(nèi)分布有米林?jǐn)嗔选⒓卫钄嗔训葏^(qū)域深大活動(dòng)斷裂，具有地殼急劇抬升、板塊強(qiáng)烈擠壓(范桃園等， 2012)、活斷裂強(qiáng)震頻發(fā)的復(fù)雜構(gòu)造地質(zhì)環(huán)境。特殊的區(qū)域構(gòu)造背景，活躍的地殼運(yùn)動(dòng)環(huán)境、復(fù)雜的構(gòu)造應(yīng)力條件(丁林等， 2013)加之急劇變化的地形高差，造就了十分復(fù)雜的初始地應(yīng)力場(chǎng)特征。

色季拉山區(qū)域是西南地區(qū)進(jìn)入林芝往拉薩方向的必經(jīng)之地，國(guó)道G318翻山而過(guò)，是規(guī)劃建設(shè)中的鐵路、高速公路等高等級(jí)道路所必經(jīng)的重要交通廊道。獲取該區(qū)域山體深部地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析初始地應(yīng)力場(chǎng)特征，可以進(jìn)一步研究深部洞室開(kāi)挖可能面臨的高地應(yīng)力下巖爆等地質(zhì)問(wèn)題(毛紅梅， 2011； 田四明等， 2021)，為工程規(guī)劃建設(shè)提供重要依據(jù)。

目前，青藏高原地區(qū)地應(yīng)力測(cè)試和研究工作主要集中于青藏高原中部、東南緣及東北緣地區(qū)， 21世紀(jì)初期，結(jié)合青藏鐵路建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，吳珍漢(2004)等開(kāi)展了地應(yīng)力測(cè)試工作，填補(bǔ)了青藏高原實(shí)測(cè)地應(yīng)力資料的空白。汶川地震后，依托國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目，陳群策等(2012)在青藏高原東緣龍門(mén)山斷裂帶開(kāi)展了較為系統(tǒng)的地應(yīng)力測(cè)試工作，獲得了震后龍門(mén)山斷裂帶構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布特征。喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)地區(qū)因地形艱險(xiǎn)，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，交通等基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，前人的科學(xué)研究和工程實(shí)踐工作相對(duì)較少，實(shí)測(cè)地應(yīng)力資料相對(duì)匱乏，徐紀(jì)人等(2006)通過(guò)震源機(jī)制解分析得出的區(qū)域地應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方位為20°～40°，大多垂直于喜馬拉雅山弧； 孫玉軍等(2017)通過(guò)數(shù)值模擬探討青藏高原東部應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)特征，認(rèn)為圍繞喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)，主應(yīng)力方向不斷發(fā)生變化，由北東—南西向逐漸轉(zhuǎn)為近東西向; 黃藝丹等(2020)認(rèn)為喜馬拉雅地區(qū)，地震以逆沖型為主，地震強(qiáng)度大、頻率高，水平應(yīng)力相對(duì)較大，主應(yīng)力方向近NE-WS方向。這些研究分析從地質(zhì)構(gòu)造和宏觀區(qū)域角度出發(fā)較多，缺少實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和支撐。

近年來(lái)，依托拉林鐵路建設(shè)和川西部分公路隧道的建設(shè)，獲取了一些地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并開(kāi)展了相關(guān)研究工作，獲取了區(qū)域地應(yīng)力方向和淺部地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。前期地應(yīng)力測(cè)試深度一般不大于500m，距研究區(qū)最近的林芝測(cè)點(diǎn)的深度為300m(郭長(zhǎng)寶等， 2018)，通過(guò)對(duì)500m深度內(nèi)地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的研究分析，得出了最大水平主應(yīng)力方向集中于近SN-NNE向，揭示了以逆斷型為主，水平構(gòu)造應(yīng)力占主導(dǎo)的應(yīng)力場(chǎng)特征(郭長(zhǎng)寶等，2021)。而后，川藏鐵路拉林段桑珠嶺隧道、巴玉隧道等工程區(qū)，以及康定段折多山隧道，雅康高速公路二郎山隧道等工程區(qū)等也相繼開(kāi)展了原地應(yīng)力測(cè)試工作，獲得了地應(yīng)力測(cè)量值及方向等數(shù)據(jù)資料，為臨近工程規(guī)劃建設(shè)提供了重要的技術(shù)支撐。但500m深度范圍內(nèi)地應(yīng)力數(shù)據(jù)和特征分析對(duì)于研究色季拉山交通廊道1500～2000m深度地應(yīng)力場(chǎng)特征是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)工程的可借鑒性也是十分有限的。

本次研究以工程問(wèn)題導(dǎo)向出發(fā)，找出高地應(yīng)力對(duì)工程影響方式主要為巖爆這一因素，通過(guò)巖爆發(fā)生的必要條件，重點(diǎn)研究與地應(yīng)力的關(guān)系，針對(duì)性開(kāi)展相應(yīng)深度的地應(yīng)力分析； 同時(shí)以區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征背景為基礎(chǔ)，即找出控制地應(yīng)力方向的構(gòu)造因素和主要應(yīng)力大小特征。通過(guò)開(kāi)展1500m深度級(jí)的深孔地應(yīng)力測(cè)量，統(tǒng)計(jì)地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，深入分析劃分出色季拉山交通廊道地應(yīng)力特征分布呈現(xiàn)差異的3個(gè)不同區(qū)段，找到每個(gè)區(qū)段地應(yīng)力隨深度增加的特征深度，對(duì)特征深度以下地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，采用最小二乘法擬合出的深部地應(yīng)力回歸公式獲取深部地應(yīng)力隨深度分布特征，據(jù)此估算該深度級(jí)范圍內(nèi)地應(yīng)力值大小也是可靠的，進(jìn)一步分析歸納得到了色季拉山交通廊道現(xiàn)今地應(yīng)力場(chǎng)特征，結(jié)合巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，可進(jìn)一步分析預(yù)測(cè)隧道等地下洞室工程在高地應(yīng)力下巖爆等問(wèn)題，對(duì)于該區(qū)域內(nèi)今后重大工程建設(shè)過(guò)程中的工程選線(xiàn)和勘察設(shè)計(jì)具有重要意義。

1 研究區(qū)地應(yīng)力場(chǎng)背景

研究區(qū)域色季拉山屬一級(jí)構(gòu)造單元岡底斯—念青唐古拉地塊中的拉達(dá)克—岡底斯—察隅弧盆系，緊鄰雅魯藏布江縫合帶，該區(qū)域的形成為青藏高原隆升形成的典型代表在晚古生代到早第三紀(jì)之間通過(guò)地塊的相繼并合而成的，強(qiáng)烈的構(gòu)造碰撞和隆升來(lái)源于新生代。區(qū)內(nèi)斷裂成束、褶皺密集發(fā)育，以深大活動(dòng)斷裂為主控構(gòu)造(魯立志， 2015)，區(qū)域構(gòu)造背景十分復(fù)雜。

根據(jù)中國(guó)大陸構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)劃分(謝富仁等， 2004)，研究區(qū)屬于中國(guó)西部一級(jí)應(yīng)力區(qū)，青藏高原二級(jí)應(yīng)力區(qū)，青藏高原南部三級(jí)應(yīng)力區(qū)，墨脫—昌都四級(jí)應(yīng)力區(qū)(崔效鋒等， 2005)。震源機(jī)制分析得到的結(jié)論認(rèn)為該應(yīng)力區(qū)震源機(jī)制解水平最大主應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方位有2個(gè)，一個(gè)近SN向(優(yōu)勢(shì)方位為10°)，一個(gè)是NE向(優(yōu)勢(shì)方位為40°)，震源機(jī)制解的類(lèi)型主要是走滑型和正斷型(圖1)。

圖1 青藏高原現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)圖(據(jù)謝富仁等， 2004)

徐紀(jì)人等(2006)系統(tǒng)解析并分析了1931年8月～2005年10月期間青藏高原及其周?chē)l(fā)生的905個(gè)震級(jí)M4.5～8.5地震的震源機(jī)制結(jié)果，指出青藏高原絕大部分地震震源機(jī)制解的P軸方位都是沿著近NE-SW方向排列。其根據(jù)中國(guó)西部青藏高原及其周?chē)鷧^(qū)域510余個(gè)地震資料，分析得到青藏高原全域內(nèi)地震震源機(jī)制P軸方位集中分布在0°～50°范圍，優(yōu)勢(shì)方位為20°～40°，在喜馬拉雅山地區(qū)P軸方向幾乎都是NNE-SSW到NE-SW方向變化，且大多垂直于喜馬拉雅山弧。

孫玉軍等(2017)通過(guò)數(shù)值模擬探討青藏高原東部應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)特征，其模擬計(jì)算結(jié)果認(rèn)為從喜馬拉雅地塊到拉薩地塊，水平構(gòu)造力以擠壓為主，圍繞喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)，主壓應(yīng)力方向不斷發(fā)生變化，由北東—南西向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻鼥|西向，從應(yīng)變率分配來(lái)看，該應(yīng)變率主要集中在大型活動(dòng)斷裂帶，繞喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)的一系列弧形活動(dòng)斷裂上分配的應(yīng)變率最大。

2 地應(yīng)力測(cè)量與結(jié)果

2.1 地應(yīng)力測(cè)量方法

本次研究中，利用深孔鉆探，在孔內(nèi)采用水壓致裂方法測(cè)量地應(yīng)力，該方法可以獲取不同深度的兩個(gè)方向地應(yīng)力數(shù)值大小和方向，通過(guò)三維分析研究獲取的成果，可較好地反應(yīng)色季拉山交通廊道區(qū)初始地應(yīng)力場(chǎng)的空間特征。

水壓致裂法進(jìn)行地應(yīng)力測(cè)量是國(guó)際通用，技術(shù)成熟、實(shí)施性強(qiáng)的一種方法。該方法是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的能夠測(cè)量地殼深部應(yīng)力可靠而有效的方法，是2003年國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)試驗(yàn)方法委員會(huì)頒布的確定巖體應(yīng)力建議方法中所推薦的方法之一，是目前國(guó)際上能較好地直接進(jìn)行深孔地應(yīng)力測(cè)量的先進(jìn)方法(孟文等， 2017)。該方法的地應(yīng)力測(cè)量是以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，且以下列3個(gè)假設(shè)條件為前提：(1)巖石是線(xiàn)性、均勻和各向同性的彈性體； (2)巖石是完整的，壓裂液體對(duì)巖石來(lái)說(shuō)是非滲透的； (3)巖層中一個(gè)主應(yīng)力的方向和鉆孔軸線(xiàn)平行。

本次研究工作，根據(jù)鉆孔條件及相關(guān)配合條件，采用了單回路水壓致裂應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)(王海忠， 2004； 黃德鏞等， 2016)，該方法只用一條高壓管向鉆孔加壓，通過(guò)推拉開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換封隔器的座封壓力和試驗(yàn)段的致裂壓力，具有適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、方便快捷、安全高效等優(yōu)點(diǎn)，在以往眾多工程項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了高質(zhì)量的地應(yīng)力資料。測(cè)量過(guò)程是首先取一段基巖裸露的鉆孔，用封隔器將上下兩端密封起來(lái)； 然后注入液體，加壓直到孔壁破裂，并記錄壓力隨時(shí)間的變化，并用印模器或井下電視觀測(cè)破裂方位。根據(jù)記錄的破裂壓力、關(guān)泵壓力和破裂方位，利用相應(yīng)的公式算出實(shí)測(cè)點(diǎn)主應(yīng)力的大小和方向。

2.2 地應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置

在色季拉山交通廊道區(qū)，根據(jù)地形條件、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及研究目的，共布置深孔12孔開(kāi)展測(cè)量，孔深300m至1450m不等，采用Φ95mm口徑鉆進(jìn)，布點(diǎn)沿越嶺區(qū)、溝谷段、傍山側(cè)都有分布，沿交通廊道布置較為均勻(圖2)。

圖2 色季拉山交通廊道地應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖

深孔鉆探完成后，結(jié)合綜合測(cè)井的資料、孔徑大小和巖芯完整性等，從下至上采用Φ89mm封隔器選擇測(cè)試段進(jìn)行測(cè)試，并選取代表性測(cè)段進(jìn)行定向印模測(cè)定，實(shí)測(cè)深度自100m至1410.2m(高程2963.9～4166.1m)，山體不同深度、工程研究范圍內(nèi)不同高程內(nèi)均有測(cè)量數(shù)據(jù)，共完成地應(yīng)力實(shí)測(cè)108段(代表性測(cè)段成果曲線(xiàn)如圖3～圖5所示)。

圖3 SZ-2號(hào)深孔1059.80～1060.30m測(cè)段地應(yīng)力測(cè)量曲線(xiàn)

圖4 SZ-5號(hào)深孔1219.95～1220.85m測(cè)段地應(yīng)力測(cè)量曲線(xiàn)

圖5 SZ-11號(hào)深孔1410.20～1410.70m測(cè)段地應(yīng)力測(cè)量曲線(xiàn)

2.3 地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果

通過(guò)確定的壓力參數(shù)及相關(guān)計(jì)算公式，得到測(cè)段巖體的原位抗拉強(qiáng)度T、最大水平主應(yīng)力SH(圖6)、最小水平主應(yīng)力Sh(圖7)，及代表性段落的最大水平主應(yīng)力方位(圖2)。

圖6 最大水平主應(yīng)力測(cè)量成果散點(diǎn)圖

圖7 最小水平主應(yīng)力測(cè)量成果散點(diǎn)圖

同時(shí)，根據(jù)鉆孔巖芯及巖石試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，準(zhǔn)確選取各孔巖石的天然密度統(tǒng)計(jì)均值，計(jì)算垂直主應(yīng)力Sv(王成虎等， 2020)，以最大水平主應(yīng)力與垂向應(yīng)力相比，得出側(cè)壓系數(shù)KH，最小水平主應(yīng)力與垂向應(yīng)力相比，得出側(cè)壓系數(shù)Kh(表1)。

表1 地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果及巖石試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

3 研究區(qū)地應(yīng)力場(chǎng)特征分析

在實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)獲取后，開(kāi)展了深入的地應(yīng)力場(chǎng)特征分析和研究，其目的是根據(jù)地應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果，分析最大主應(yīng)力方向，獲取最大主應(yīng)力與深度關(guān)系等關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而得出色季拉山交通廊道區(qū)初始地應(yīng)力場(chǎng)的主要特征，為今后穿越色季拉山廊道區(qū)地下工程高地應(yīng)力研究提供可靠依據(jù)，對(duì)可能發(fā)生的巖爆等工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)判(張鏡劍等， 2008； 夏舞陽(yáng)， 2018)。

3.1 分析研究思路

因研究區(qū)實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)樣本量大，通過(guò)初步分析、統(tǒng)計(jì)，不同區(qū)段、不同深度測(cè)試結(jié)果離散性大，具有明顯差異性。為此，從兩個(gè)方面著手進(jìn)行分析研究：一是以工程問(wèn)題為導(dǎo)向，因控制巖爆發(fā)生重要因素之一是高地應(yīng)力，根據(jù)前人研究成果，認(rèn)為地應(yīng)力隨深度增加而增加(Brown et al.， 1978)，不同區(qū)域地應(yīng)力增加梯度有所差異，同時(shí)淺部地應(yīng)力受地表地質(zhì)作用控制(王曉春等， 2002)，離散性大，且臨界深度內(nèi)不控制巖爆的發(fā)生(侯發(fā)亮等， 1989)，可通過(guò)地應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，找出影響地應(yīng)力的特征深度，不同區(qū)段分不同的深度進(jìn)行分析； 二是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景分析，東構(gòu)造結(jié)的核心南迦巴瓦強(qiáng)烈隆升擠壓周邊塊體，造成構(gòu)造應(yīng)力水平較高(謝富仁等， 2007； 張培震， 2008； 楊樹(shù)新， 2013)，結(jié)合研究區(qū)所在地形地貌特征和實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)，根據(jù)研究區(qū)距離東構(gòu)造結(jié)核心區(qū)域的遠(yuǎn)近(圖8)，嘗試找出廊道區(qū)不同區(qū)段地應(yīng)力分布特征的差異，分析不同區(qū)段初始地應(yīng)力場(chǎng)特征。

圖8 地理位置示意和區(qū)域構(gòu)造簡(jiǎn)圖

3.2 測(cè)試結(jié)果初步分析

通過(guò)對(duì)全部測(cè)試結(jié)果的匯總分析，最大水平主應(yīng)力方向?yàn)镹33°E～N86°E(圖2)，與震源機(jī)制解分析得出的區(qū)域地應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方向基本一致。從實(shí)測(cè)的最大水平主應(yīng)力SH看，最大水平主應(yīng)力與垂向應(yīng)力相比的側(cè)壓系數(shù)KH范圍為0.84～2.82，平均1.48(圖9)，從實(shí)測(cè)的最小水平主應(yīng)力Sh看，最小水平主應(yīng)力與垂向應(yīng)力相比的側(cè)壓系數(shù)Kh范圍為0.68～1.75，平均1.07(圖10)，表現(xiàn)出區(qū)域受地質(zhì)構(gòu)造作用明顯，最大水平主應(yīng)力SH>最小水平主應(yīng)力Sh>垂向主應(yīng)力Sv，水平向應(yīng)力明顯高于垂向應(yīng)力。通過(guò)對(duì)Kh的數(shù)據(jù)詳細(xì)分析，其自上而下逐漸減小至小于1，反映出廊道區(qū)部分段落山體深部特征體現(xiàn)為SH>Sv≥Sh，這與林芝地區(qū)已有地應(yīng)力測(cè)量獲取的結(jié)果是一致的(張鵬等， 2017)。

圖9 最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)(KH)散點(diǎn)圖

圖10 最小水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)(Kh)散點(diǎn)圖

3.3 特征段落劃分

通過(guò)對(duì)測(cè)試成果數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、篩選，特別是對(duì)最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)(KH=SH/SV)的統(tǒng)計(jì)分析，不同分段組合下的變異系數(shù)比較，嶺脊段SZ-5、SZ-6、SZ-7 3孔最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)整體一致性好，特別是深部(600m以下)范圍為0.97～1.21，平均值1.09，表現(xiàn)出嶺脊區(qū)段受水平構(gòu)造力影響相對(duì)較小(陳群策等， 2004)，與廊道東北段呈現(xiàn)出明顯的差異性，這與部分學(xué)者提出的地應(yīng)力特征與地質(zhì)構(gòu)造、斷層分布有較大的相關(guān)性的認(rèn)識(shí)是一致的(李靜等， 2021)，即廊道區(qū)東北段因臨近東構(gòu)造結(jié)核心區(qū)，靠近米林?jǐn)嗔褞?，受周邊塊體擠壓作用，構(gòu)造應(yīng)力水平較高，體現(xiàn)出最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)較高。

3.4 分段特征分析

據(jù)此根據(jù)最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)、特征深度的差異，將整個(gè)交通廊道區(qū)分3段，分別為東北段、嶺脊段、西南段，逐段統(tǒng)計(jì)分析。其中通過(guò)側(cè)壓系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，剔除受地形和構(gòu)造作用影響較大的淺部地應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)，采用最小二乘法擬合出的深部地應(yīng)力回歸公式(秦向輝等， 2016)。最小二乘法這種數(shù)學(xué)優(yōu)化方法可以通過(guò)最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，找到基于樣本分析的相對(duì)最優(yōu)規(guī)律。本文基于地應(yīng)力測(cè)試樣本數(shù)據(jù)的分段篩選后，線(xiàn)性擬合出地應(yīng)力隨深度增加的回歸公式，通過(guò)方差計(jì)算控制得出相對(duì)最優(yōu)結(jié)果，據(jù)此分析研究一定深度下地應(yīng)力隨深度分布特征(圖11)，具體分析如下：

圖11 最大水平主應(yīng)力分段分析成果圖

(1)東北段。通過(guò)分析該區(qū)段4個(gè)測(cè)試孔數(shù)據(jù)，最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)340m深度上下有較大的差異性， 340m深度以上分布離散，范圍值1.24～2.82，淺部地應(yīng)力受地形影響明顯， 340m深度以下為1.07～1.58，通過(guò)線(xiàn)性擬合深部地應(yīng)力隨深度變化結(jié)果為：SH=0.043H-4.71(R2=0.9157) 式中：SH為最大水平主應(yīng)力，H為深度，R2為決定系數(shù)，地應(yīng)力梯度為4.3MPa/100m。

(2)嶺脊段。通過(guò)分析該區(qū)段3個(gè)測(cè)試孔數(shù)據(jù)，最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)560m深度上下有較大的差異性， 560m深度以上分布離散，范圍值1.10～1.65，淺部地應(yīng)力受地形影響明顯， 560m深度以下為0.84～1.21，通過(guò)線(xiàn)性擬合深部地應(yīng)力隨深度變化結(jié)果為：SH=0.029H-0.795(R2=0.9184) 式中：SH為最大水平主應(yīng)力，H為深度，R2為決定系數(shù)，地應(yīng)力梯度為2.9MPa/100m。

(3)西南段。通過(guò)分析該區(qū)段5個(gè)測(cè)試孔數(shù)據(jù)，最大水平主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)640m深度上下有較大的差異性， 640m深度以上分布離散，范圍值1.27～1.92，淺部地應(yīng)力受地形影響明顯， 640m深度以下為1.20～1.61，通過(guò)線(xiàn)性擬合深部地應(yīng)力隨深度變化結(jié)果為：SH=0.025H+10.9(R2=0.9562) 式中：SH為最大水平主應(yīng)力，H為深度，R2為決定系數(shù)，地應(yīng)力梯度為2.5MPa/100m。

通過(guò)以上分析，基于地質(zhì)構(gòu)造成因?qū)ι纠浇煌ɡ鹊赖貞?yīng)力特征分段是可行的，通過(guò)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，分為3個(gè)區(qū)段，找到了每段地應(yīng)力特征深度，特征深度以上地應(yīng)力大小較為不規(guī)律，隨深度增加不明顯，離散性大； 特征深度以下至1400m深度，呈現(xiàn)較好的線(xiàn)性分布規(guī)律，據(jù)此可通過(guò)擬合的回歸公式較為準(zhǔn)確地計(jì)算各深度地應(yīng)力值，該測(cè)量深度級(jí)附近一定深度內(nèi)的地應(yīng)力大小也可通過(guò)線(xiàn)性回歸公式較為可靠地推算。

色季拉山廊道區(qū)現(xiàn)今地應(yīng)力場(chǎng)特征的研究成果，結(jié)合巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，硐室開(kāi)挖條件分析，可進(jìn)一步分析、研究地下工程的高地應(yīng)力分布特征，預(yù)測(cè)巖爆和大變形的發(fā)生，為深埋地下硐室工程設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵參數(shù)(李天斌等， 2019)，為工程勘察設(shè)計(jì)提供重要參考，可滿(mǎn)足廊道內(nèi)地下深埋工程建設(shè)的需要。

4 結(jié) 論

通過(guò)采用水壓致裂法在色季拉山交通廊道區(qū)開(kāi)展了地應(yīng)力測(cè)量工作，獲取了實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)，結(jié)合勘察資料，通過(guò)分段分析、回歸統(tǒng)計(jì)，揭示了地殼淺表層現(xiàn)今地應(yīng)力特征，可以得出如下研究結(jié)論：

(1)在色季拉山交通廊道區(qū)開(kāi)展了深孔內(nèi)水壓致裂法的地應(yīng)力測(cè)量，最大測(cè)試深度為1410.2m，最大水平主應(yīng)力值SH范圍6.15～45.52MPa，最大水平主應(yīng)力方向N33°E～N86°E，與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向基本一致。

(2)研究區(qū)受地質(zhì)構(gòu)造作用明顯，最大水平主應(yīng)力SH>最小水平主應(yīng)力Sh>豎向主應(yīng)力Sv，水平向應(yīng)力明顯高于垂向應(yīng)力，在特征深度以上，地應(yīng)力離散性大，特征深度以下最大主應(yīng)力隨深度呈線(xiàn)性趨勢(shì)增加。

(3)通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，色季拉山交通廊道區(qū)可分為東北段、嶺脊段和西南段3個(gè)地應(yīng)力特征區(qū)段，自東北向西南段，地應(yīng)力梯度分別為4.3MPa/100m、2.9MPa/100m和2.5MPa/100m，呈減小趨勢(shì)，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景分析，因其遠(yuǎn)離東構(gòu)造節(jié)核心區(qū)域，向西南方向水平構(gòu)造應(yīng)力呈減弱趨勢(shì)。

(4)根據(jù)分段地應(yīng)力回歸分析擬合出的地應(yīng)力隨深度公式，據(jù)此可估算測(cè)量深度范圍級(jí)附近地應(yīng)力大小，結(jié)合巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，可進(jìn)一步分析預(yù)測(cè)隧道等地下硐室工程高地應(yīng)力特征，預(yù)測(cè)巖爆和大變形的發(fā)生。

本次研究所采用的以區(qū)域構(gòu)造成因分析為基礎(chǔ)，結(jié)合地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等越嶺山區(qū)地應(yīng)力特征分段，地應(yīng)力線(xiàn)性分布的特征深度劃分等，為類(lèi)似越嶺山區(qū)初始地應(yīng)力場(chǎng)特征研究提供了思路和方法。研究成果可為同一地區(qū)的鐵路、公路、水利等地下硐室工程建設(shè)提供重要參考。同時(shí)，從地應(yīng)力實(shí)測(cè)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)力背景下，局部可能存在地應(yīng)力異常，實(shí)際大小高于地應(yīng)力推測(cè)值的情況。