裂缝的主要研究方法

（一）常规地质方法

（1）岩心观察统计上述裂缝参数，用于识别宏观裂缝的展布规律和发育程度。

（2）薄片镜下观察统计，主要描述微观裂缝的密度、性质和发育期次。

（3）注水采油等生产数据分析，用于发现张性裂缝的主要走向、裂缝渗透性大小和注水效果等。

（4）地质类比法，选择与研究区地质特征相似的野外露头区，开展细致的裂缝测量工作，总结裂缝发育规律，将露头区裂缝研究成果应用于覆盖区裂缝的预测（本书第三章有详细介绍）。

（二）地球物理学方法

1测井方法

主要利用电阻率测井、声波测井、中子测井、密度测井、岩性测井、电磁波测井、地层倾角测井、成像测井等识别裂缝（详见本书第四章）。

2地震方法

岩石中裂缝的存在，尤其饱含流体的裂缝会导致致密岩石物理性质的差异，形成物性界面，引起储层地震波反射特征的改变，从而在地震剖面上指示裂缝的存在。但是如何利用地震资料解释裂缝的产状和发育程度还需进行全面深入的研究。

3重力方法

裂缝造成的岩石密度差异会在重力资料中表现出来。高精度的微重力测量可以给出裂缝的宏观分布情况。

（三）构造物理模拟

1相似材料模拟

利用砂、粘土、橡皮泥等材料在机械受力条件下能够产生裂缝的特点，对研究区进行裂缝预测。

2光d模拟

在光线照射下受力树脂材料发生d性变形会出现规则的干涉光谱，反映出应力大小的变化。根据应力与应变的关系，就能够指出裂缝发育的位置、延伸方向和发育程度。

（四）构造应力场或应变场数值模拟

1构造应力场数值模拟

在建立地质模型的基础上，用有限元法计算各点的最大主应力、最小主应力和最大剪应力，并计算各点的主应力方向和剪应力方向，根据岩石的破裂极限来预测裂缝发育带和延伸方向，或者根据应变能计算裂缝发育程度。美国明尼苏达大学与美国Itascacon Sulting Group Inc 合作开发的计算程序 FLAC 3D 99版是目前最先进的构造应力场计算程序。它具有三维模拟功能，可以计算出研究区不同性质的裂缝发育部位和产状。

2有限变形数值模拟

该技术是在有限变形理论的指导下编制的计算软件。它用叠加和分解的方法把物体变形过程中的应变和转动分离开来，建立位移函数，计算转动特征量-平均整旋角，用平均整旋角的平面变化表示构造裂缝的发育程度和延伸方向。

3岩层曲率数值模拟

岩层受力变形，在岩层弯曲部位会产生张裂缝，曲率值与裂缝发育程度存在密切的相关性。用曲率法可计算裂缝发育程度和岩石的孔隙度。

4分形分维数值计算

物体具有自相似性，即局部是整体的成比例缩小。通过岩心微观裂缝的研究能够计算断块的宏观裂缝的展布方向和裂缝的储集性能。同样在一个地区断层研究的基础上能够计算断块中裂缝的分布状况。

滑坡裂缝的识别与分析

摘要：滑坡是山区常见的地质灾害。在滑坡的形成和发展过程中，滑坡裂缝是一种重要的伴生现象。在滑坡野外调查工作中，根据滑坡裂缝的几何形态、组合关系和力学性质，可以判别滑坡的分布范围、滑体厚度、力学机制和发展阶段，从而对滑坡的性质和发展趋势做出客观的评价和预测，为滑坡灾害的监测预警和滑坡的勘察、治理提供重要的依据。本文作者根据其长期野外工作的实践经验，就滑坡裂缝的识别与分析问题，提出了自己的一些认识和体会。

关键词：地面裂缝；滑坡裂缝；识别；判定

1 引言

在野外滑坡调查过程中，经常会遇到许多不同规模和不同性质的滑坡裂缝。这些裂缝常常成为判定滑坡规模、分析滑坡形成机制、预测滑坡发展趋势、指导滑坡监测、治理的重要依据。因此，应将滑坡裂缝调查作为滑坡调查的一项重要内容，进行深入的调查研究。要利用滑坡裂缝对滑坡特点进行分析评价，首先要从滑坡裂缝的正确识别入手。

2 滑坡裂缝的识别

滑坡裂缝是地面裂缝的一种，地面裂缝有多种成因类型；不同成因类型的裂缝所处的地质环境、裂缝的力学性质和组合关系也往往不同。经常可以碰到的有以下5种。

21 滑坡裂缝

斜坡上的岩土体在重力作用下，都具有下滑的趋势。当由于自然或人为因素导致抗滑力减小、下滑力大于抗滑力时，斜坡就会失稳，在滑动体与不动体之间形成地面裂缝。由于滑体内部运动方向和快慢的差异，在滑坡内部也会形成各种裂缝。此类裂缝广泛见于各类滑坡中。

滑坡裂缝主要出现在斜坡上；力学性质以张性和剪切裂缝为多见，偶见挤压裂缝。对于土质滑坡，张性裂缝走向常与斜坡走向平行，弧形特征明显；剪切裂缝走向常与斜坡走向直交，多数情况下较平直。对于岩质滑坡，裂缝产状和性质主要受结构面控制。

22 地震和活动断裂形成的裂缝

活动断裂短时间内快速活动、孕震断裂在发生地下破裂和地震的同时，常在地表形成裂缝。

这类裂缝主要受构造应力控制，与重力作用关系不明显；力学性质表现为张性、压性或水平剪切，但在一定范围内以某一种力学性质的裂缝占绝对优势；组合形态上常呈雁列或连续、不连续的直线状分布；裂缝产状、分布位置与活动断裂（或孕震断裂）的产状、位置具有明确的对应关系，一般不受地形限制，裂缝规模较大时可以穿山越岭。

23 人工洞室顶板变形形成的裂缝

人工洞室开挖造成顶板围岩临空，当顶板重力超过其自持能力时，就会发生顶板坍落，在地表形成裂缝或陷坑。

这类裂缝仅出现在人工洞室开挖区，坑采矿区尤为常见；裂缝力学性质均呈张性，垂直位移一般大于水平位移；分布位置不受地形限制而与人工洞室位置相呼应；组合形式可以是一组产状相近的平行裂缝，也可以是两组倾向相反的地堑状裂缝，还可以是同心圆状漏斗形裂缝，裂缝形态与下伏人工洞室形态有关。

天然溶洞发生顶板塌陷时，也会在地面形成裂缝。特点与人工洞室塌陷裂缝相类似。

24 地下水不合理开采形成的裂缝

开采第四系松散层地下水或第四系覆盖下的岩溶水时，潜水面的快速下降会引起粗颗粒松散堆积物的孔隙压密和溶蚀管道口附近松散堆积物流失，进而导致地面沉降、陷落和开裂。

上述原因形成的地面裂缝仅分布在开采井附近或采水影响区；裂缝力学性质显张性，一般垂直位移大于水平位移且位移幅度不大；组合形态有环形、弧形和直线形等；地形上，此类裂缝仅出现在山前缓坡地带、平原和盆地中，裂缝规模大小悬殊。

25 岩土体水理性质差异形成的裂缝

膨胀岩、土体的饱水、失水也可以形成地面裂缝。

这类裂缝仅分布在近地表有膨胀岩、土分布的地区，受人为工程活动扰动时表现明显。裂缝力学性质呈张性；裂缝数量多而密集，但单条裂缝规模和位移均较小、形态不规则，一般水平位移大于垂直位移。组合形态呈不规则网状，宏观上显示较均匀的图案。

在基岩山坡与山前残坡积物交界地带，长时间连续降雨之后，因岩石与土体对饱水、失水作用的反应不同，也常在土/石界面附近形成地面裂缝。这类裂缝通常规模很大，基本沿某一等高线分布，裂缝走向随山坡走向婉转变化。

摘 要目前超声波技术被广泛应用于各种工程的质量检测上。超声波检测是混凝土非破损检测技术中的一个重要方面，特别是在检测混凝土内部缺陷与匀质性等方面非常有效。阐述超声波检测混凝土裂缝的原理与意义，介绍该方法涉及的主要声学参数和常用方法，并讨论超声波检测技术的发展趋势。

中国论文网 >

3 滑坡裂缝的分析

岩质滑坡主要受结构面控制，滑坡裂缝形态和性质较复杂。以下分析主要针对土质滑坡，土质滑坡也是山区最常见的滑坡。

31 判定滑坡范围

滑坡范围是滑坡调查的基本内容，滑坡裂缝包络的区域即为滑坡范围。

滑坡后缘裂缝平、剖面均呈弧形，显张性力学性质。有些情况下，滑坡后缘发育多条裂缝、平面上呈近似同心弧状排列；垂向上向坡下呈阶状递降，最终收敛到主滑面上。

两翼裂缝较顺直，水平剪切特征明显，左翼（从滑坡顶点观察，下同）裂缝左旋、右翼裂缝右旋。简单滑坡两翼各有一条剪裂缝；复杂滑坡两翼可以各有多条剪裂缝且裂缝数目可以不对等，但左、右两翼裂缝的累积位移量应大致相等。在滑坡调查中，如发现两翼裂缝位移量相差较大，可能还有裂缝未发现或位移被其它形变所吸收，这时应找出原因，准确划定滑坡范围。。

32 判定滑坡发展阶段

判定滑坡发展阶段是预测滑坡发展趋势的基础；掌握滑坡发展趋势是制订防灾预案的前提。

当后缘和两翼裂缝连续分布并有明显位移时，说明滑坡已经形成。当后缘出现连续的弧形张裂缝、两翼裂缝表现为雁行式羽裂（左翼右行，右翼左行）时，说明滑坡正在形成。如果后缘出现断续的弧形张裂缝，两翼隐约可见羽状张裂缝，说明滑坡刚开始形成。

33 判定滑坡力学机制

一般按滑坡力学机制把滑坡划分为牵引式和推移式两种。针对不同力学机制的滑坡，采取的工程治理措施也不相同。

当滑体中、下部有与滑动方向直交的裂缝发育，裂缝呈张性时，属于牵引式滑坡；裂缝呈压性或有鼓丘发育时，属于推移式滑坡。当两翼剪裂缝位移量自后缘向前缘递减时，属于推移式滑坡；自后缘向前缘递增时，则属于牵引式滑坡。

34 判定滑体厚度

滑坡厚度是估算滑坡规模的重要参数。

滑坡后缘裂缝陡直、滑体中裂缝较少、地面较规整时，一般为深、中层滑坡；滑坡后缘裂缝顺坡倾斜、滑体中裂缝密集、地面零乱破碎时，一般为中、浅层滑坡。

4 结论

正确识别和分析滑坡裂缝，对于了解滑坡特征致关重要。以上讨论的识别和分析滑坡裂缝的一些原则，是笔者工作实践过程中粗浅认识的总结。

滑坡是一种复杂的地质现象，在不同自然条件和人为活动的影响下，滑坡活动特征也有明显差异。此外，在滑坡发生、发展过程中，除滑坡裂缝外还有其它一些伴生现象，调查时应结合滑坡裂缝对其进行全面分析，以求对滑坡特征的认识更客观、更科学、更合理。

你还真问对人了，这个是我毕业设计的内容。

双侧向测井是常规测井中储集层裂缝识别和评价的有效测井方法。1985 sibbit等人针对水平裂缝和垂直裂缝提出利用双侧向测井资料计算开度和孔隙度模型和估算裂缝渗透率模型。1990罗贞耀，提出计算任意倾角裂缝开度模型，1996李善军提出了利用双侧向判断裂缝类型模型，还提出利用三维有限元法的计算裂缝孔隙度模型。

裂缝在电阻率曲线上的响应取决于裂缝的产状（倾角与方位）、裂缝的宽度与长度（纵向或横向）、裂缝中的填充物（胶结物、泥浆滤液、地层流体等）以及泥浆侵入深度等因素。根据双侧向深浅电阻率的大小可以判断裂缝状态，建立裂缝的双侧向测井响应模型还可以计算孔隙度，通过简化的测井响应模型可以得出裂缝等效宽度，根据孔隙度和开度又可以计算裂缝渗透率。

可以自己去搜索那些论文查看具体的。

开启性裂缝在微电阻率成像成果图上十分明显，但是需注意区分其他裂缝和断层面、层界面、缝合线、泥质条带的成像差别。

（一）裂缝与条状地质现象的区别

1裂缝与层界面的区别

层界面往往是一组相互平行或接近平行的高电导率异常，异常的宽度小且均匀。在碳酸盐岩中裂缝常与溶洞相伴生，因此高电导率异常既不平行，又不规则。

2裂缝与缝合线的区别

缝合线在碳酸盐岩中十分发育，它是压溶作用的结果，一般平行于层面分布，但是两端常有接近垂直的小幅高电导率异常。裂缝则没有这些特点。

3裂缝与断层面的区别

断层两旁的地层具有明显的差别，很容易与裂缝区分开。

4 裂缝与泥质条带的区别

泥质条带或硅质条带均为高电导率异常，它们一般平行于层面分布，其厚度变化不大，但是有时候出现柔性变形。而裂缝具有溶蚀现象，所以常常电导率异常的宽度变化很大。

（二）钻井工程产生裂缝的识别

在钻井过程中对岩石产生巨大破坏力，会使井眼周围岩石产生多种裂缝。如何区分人工诱导裂缝与天然裂缝，是我们正确评价基岩储集空间的基础。钻井工程产生的裂缝基本有3种情况。需要通过FMI和ARI两种图像综合识别。

1钻具振动形成的裂缝

这种裂缝规模小、延伸很短，它们在FMI图像上为高电导异常（图4-1），但是在ARI图像上却没有异常，因此容易识别它们。

2泥浆与地应力不平衡造成的压裂缝

这种裂缝径向长度不大，但是张开度和向岩石纵深方向延伸较远。它们在FMI和ARI图像均有反映。①它们总是以180°或180°左右的差值对称地出现在井壁上；②以一条高角度张性裂缝为主，两侧有羽状小剪切裂缝（图4-2）。

3应力释放裂缝

在裂缝发育段，古构造应力早已被释放，现代构造应力在充满流体的裂缝段也大大衰减，因此裂缝段的地应力较弱，钻井过程造成的非平衡作用也不至于产生新的裂缝。而在致密层段仍然存在巨大的地应力，一旦被钻开，则地应力释放，产生一系列裂缝。这种裂缝既可以出现在岩心中（常会当作真裂缝被描述），又可以出现在井壁上（在FMI图像上通常为一组平行的高角度裂缝，其裂缝面十分规则（图4-3））。这种裂缝是无效裂缝，通常没有泥浆侵入的痕迹。

（三）裂缝发育空间的解释参数

裂缝或裂缝-溶洞型储层的非均质性很强烈，井壁上的特征很难代表井壁以外储层的特征，必须正确使用成像测井资料来解释储集空间的真实发育情况。

1裂缝径向延伸情况的预测

由于FMI探测深度不大，不能用于预测裂缝的延伸情况，而ARI的径向探测深度大，所以通常先用FMI图像搞清楚裂缝的产状及组合特征，进而用浅侧向、深侧向、ARI电阻率及其比值大小预测裂缝径向延伸状况。

2裂缝渗透率的确定

裂缝渗透率是裂缝张开度、径向延伸长度、三维空间连通程度等的综合反映，是评价裂缝储集性能的有效指标。目前评价裂缝渗透率的最好方法是用斯通利波传导特征来进行：①根据斯通利波能量衰减程度判断裂缝渗透率，能量衰减越大，渗透率越高。应用中要注意泥饼的影响，因为泥饼也会使斯通利波衰减，而且泥饼厚度与裂缝结构关系密切。②根据斯通利波波形干涉特征判断渗透率高低。任何有效裂缝都是地层中的一个反射界面，并造成斯通利波在裂缝面的反射和干涉。需要注意的是，层界面、泥质条带也是声阻抗界面。③根据斯通利波传播速度判断渗透率高低。由于地层渗透率直接影响着岩石d性模量，d性模量又影响着斯通利波速度，所以可以用其计算地层渗透率。该方法不受泥饼的干扰。

图4-3 地应力释放成生的裂缝成像特征

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

图4-1 钻具振动形成的诱导裂缝成像图特征

图4-4 天然裂缝与钻井诱导裂缝的成像区别特征

（四）碳酸盐岩裂缝的分布和连通性评价

裂缝连通性评价的主要问题是区分天然裂缝和钻井诱导裂缝。后者是钻井之后井壁周围应力场减小而形成的，其延伸长度是地应力和岩石强度的函数，质地较纯的碳酸盐岩诱导裂缝一般比泥质碳酸盐岩要多。诱导裂缝分为应力释放型和张性裂缝两种。应力释放型裂缝一般较浅，位于塑性岩层中，仅在微电阻率图像FMI上能够见到。张性裂缝要深一些，可穿透到d性岩层，但是裂开度较小，只能在FMI图像上看到。天然裂缝则能在FMI和ARI上同时看到（图4-4）。

图4-4为墨西哥湾北部一口产气井的ARI和FMI图像，这段剖面为白云质泥灰岩和钙质砂岩，井深690～710m处的FMI和ARI图像上均可见到一条溶蚀张开的裂缝（呈正弦波形态）。钻井诱导裂缝很发育（见FMI图像，在ARI上没有显示），主要为应力释放产生的。

埕北30井区基岩储层段（碳酸盐岩和变质岩）为裂缝-溶洞和裂缝发育带，古应力早已释放，钻井过程中诱导裂缝不易产生，所以在ARI和FMI图像上显示的裂缝几乎全为天然裂缝（图4-5），而且多为低角度（10°～30°）裂缝（图4-6右），倾角在50°～70°的裂缝也不像诱导裂缝，可能为天然的裂缝-溶洞。该井区裂缝走向主要有两个：北10°～20°和北100°～110°（图4-6左）。埕北30潜山基岩裂缝的产状基本上反映了泰山群和下古生界演化特征。FMI和ARI图像显示的埕北38井裂缝开度较大、径向速度大，说明它们具有良好的连通性。

缝合线是碳酸盐岩中常见的储集空间，它们在FMI图像上常以3种形式出现：①呈波浪状或不规则面出现，由暗色导电物质（可能是粘土）充填；②缝合线周围有亮色物质（高阻方解石）伴生带；③缝合线周围发育大量裂缝，而且溶蚀现象明显（裂缝与缝合线交接处开度很大）。

用FMI图像作裂缝解释时应当注意：①裂缝充填的流体性质不同，计算的裂缝开度也不同，水层计算的裂缝开度可能比油气层计算的裂缝开度要偏大一些，在裂缝型油藏开发过程中，第一次测量时裂缝开度较小（原来充注油气的裂缝），后来测量时裂缝开度较大（水侵入），就可以估计水驱油效果；②FMI是探测较浅的一种仪器，可能难以区分天然裂缝和诱导裂缝，前者是油气储集空间具有产油气能力，后者无油气地质意义；③ARI探测深度大，但是分辨率较低，图像提供的裂缝数量少，而且不能确定裂缝的深度和开度，只能利用这两个参数得到某些线索。

图4-5 埕北38井微电阻率扫描成像测井图

图4-6 埕北38井裂缝方向与倾角解释成果图

以上就是关于裂缝的主要研究方法全部的内容，包括:裂缝的主要研究方法、滑坡裂缝的识别与分析、超声波检测混凝土裂缝的方式有哪些等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！