2012年3月7日,北京地區(qū)地應(yīng)力測量與監(jiān)測千米深孔鉆探工程在密云啟動。這是中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所實施的首都圈地區(qū)第8個深孔,預(yù)計施工深度1000m,并在400m處放置地應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng),沖擊這項工作的世界紀錄。
據(jù)了解,這項工程由北京市地質(zhì)工程設(shè)計研究院具體施工,將開展孔深1000m鉆孔的原地應(yīng)力測量,獲得測試鉆孔中地應(yīng)力隨孔深的分布規(guī)律;選擇合適的深度,安裝新型深孔應(yīng)力/應(yīng)變綜合觀測探頭,對水平應(yīng)力/應(yīng)變分量、地傾斜、地溫和水位實施連續(xù)動態(tài)監(jiān)測;采用HTPF測試技術(shù),開展預(yù)存破裂水壓致裂地應(yīng)力測量與計算分析,獲得測孔附近全三維應(yīng)力張量及其隨深度的分布特征;開展全孔超聲波成像掃描,為選擇地應(yīng)力測量與監(jiān)測段提供依據(jù),為ASR測試提供巖心定向資料;進行深孔水壓致裂測試系統(tǒng)現(xiàn)場試驗,采用地面/井下數(shù)據(jù)采集方式,對深孔水壓致裂測試系統(tǒng)的柔度影響以及其他相關(guān)問題進行試驗研究。
據(jù)介紹,李四光生前和1976年唐山地震后,在首都圈先后建立了數(shù)十個應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測臺站。但目前仍在進行觀測的臺站已很少,僅有昌平、張家口、懷來等臺站,且測量與監(jiān)測深度小,遠遠不能滿足首都圈地應(yīng)力實時監(jiān)測的要求。為建立首都圈深孔地應(yīng)力測量和實時監(jiān)測網(wǎng),自2008年起,力學(xué)所先后在北京平谷、十三陵、西峰寺以及河北昌黎等活動斷裂帶附近布置地應(yīng)力測量和監(jiān)測孔,并在鉆孔適宜深度安裝了地應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng),進行現(xiàn)今地應(yīng)力的實時監(jiān)測。平谷地應(yīng)力實時監(jiān)測臺站曾記錄了2011年3月11日日本地震及其前后地應(yīng)力大小和水位相對變化,獲得了大地震發(fā)生過程地應(yīng)力大小和水位變化數(shù)據(jù),尤其是大地震發(fā)生的前兆應(yīng)力變化,為地震地質(zhì)分析提供了重要依據(jù)。
目前,現(xiàn)有的地應(yīng)力實時監(jiān)測臺站已初步揭示首都圈北部地區(qū)地殼淺表層現(xiàn)今主應(yīng)力狀態(tài)隨深度的變化規(guī)律,并獲得了連續(xù)的地應(yīng)力大小相對變化的實時監(jiān)測數(shù)據(jù),為首都圈地震地質(zhì)研究積累了寶貴資料。到明年,預(yù)計完成10個地應(yīng)力測量和監(jiān)測孔。