CN116838319A - 一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法，包括主控工作部，工作部包括中心部和设置在中心部两端的顶升降部和底升降部；顶升降部内安装有控制单元；控制单元通过外联接口与外控系统连接；顶升降部和底升降部内均还安装有支撑装置；顶升降部和底升降部均通过升降装置的丝杆与中心部相连接；中心部内固定安装有回转装置，光学应变测量装置和制斑装置。本发明结合先进光学设备，实现了设备适用性更强目标的同时，提高了测量的精度，实现了一次架机完成多测点自动测量，解决了传统地应力测量装置水下测量效果差的问题，可直接确定测点的三维地应力，无需大型设备配合，便于携带和现场测量。
Description
技术领域
本发明属于岩土力学测量技术领域，尤其涉及一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法。
背景技术
岩体所处环境的地应力是引起工程围岩变形的作用力，也是诱发围岩体岩爆、失稳、冲击地压、突水突泥等重大工程地质灾害的直接根源。地下空间开挖会引起围岩应力场重新分布，进而致使岩损伤，严重时甚至导致失稳、垮塌和破坏，并引发严重的工程事故。岩体工程中的开挖“荷载”都是由于初始地应力卸荷或扰动引起的，初始原岩地应力是形成开挖“荷载”的根本原因。因此，采取有效、合理的方法获取工程围岩体所处环境的原岩应力就成为工程围岩稳定分析和结构设计优化的前提和基础。经过几十年的发展，众多三维地应力测试方法中以钻孔应力解除法理论最为完善、应用最广。
经过现有技术文献的检索发现，现有方法均采用应变片进行变形测量，需采用封隔器进行封水，以保证工作仓内围岩干燥，其在全环境钻孔地应力测试中存在以下问题：(1)工作舱抽水后的应力解除过程中，水压作为外荷载作用于孔壁，测试结果不能反映地层的真实地应力值，存在一定的误差，且误差随着水压的增大而增大，其尤其不适用于深孔高水压地应力测试；(2)在全环境深孔高水压作用下，传统的机械或气囊封隔器无法确保有效密封，且面临渗水无法粘贴应变片的问题；(3)对于孔隙率大、渗透性强的岩层，工作舱抽水后地下水仍会经围岩渗至工作舱，传统应变片变形测量方法无法完成粘贴应变片、测试；(4)测试过程中单次架机仅能完成一个测点的测试，多个测点(至少3个)的位置必须沿钻孔纵深保证一定间隔，以避免上一钻孔壁面解除引起的应力扰动，测试效率低，且不同纵向测点间围岩物理力学参数存在一定的变异性，测试结果易于引入测试误差；(5)测试装置直径尺寸固定，仅适用于与其适配直径钻孔的地应力测试，不适用其它直径的钻孔测试，尤其对于深孔测量时无法利用地质钻孔时测试成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法，以解决上述问题，可实现全环境作业，一次架机完成多测点自动测量，并根据解除段岩体本构关系即可确定测点的三维地应力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种全环境钻孔原岩应力测试装置，包括：主控工作部，所述工作部包括中心部和设置在所述中心部两端的顶升降部和底升降部；所述顶升降部内安装有控制单元；所述控制单元通过外联接口与外控系统连接；
所述顶升降部和底升降部内均还安装有液压支撑装置；所述顶升降部和底升降部均通过升降装置的连接丝杆与中心部相连接；所述中心部内固定安装有回转装置，光学应变测量装置和制斑装置；所述制斑装置用于在工作面上预留标记；所述回转装置用于实现所述中心部的旋转，所述光学应变测量装置用于测量标记。
所述支撑装置包括限位环，限位环周侧等间距设置的液压推杆；所述液压推杆伸出所述顶升降部或底升降部外壁，且固定连接有支撑器；每一所述液压推杆上均还开设有一进油口。
所述升降装置包括升降电机，所述升降电机的输出端传动连接有升降轴箱；所述升降轴箱固定连接有所述连接丝杆的一端；所述连接丝杆的另一端通过限位器限定于所述中心部的端面中心；所述升降轴箱上还安装有位移监测器；所述位移监测器监测所述中心部的位移间距。
所述回转装置包括回转电机；所述回转电机固定安装于所述中心部端部；所述回转电机的主轴传动连接有回转轴箱；所述回转轴箱的一侧固定安装有回转监测器；所述回转监测器用于监测所述中心部的旋转角度。
所述制斑装置包括制斑电机；所述制斑电机的主轴传动连接有给进轴箱；所述给进轴箱上固定连接有给进丝杆的一端，所述给进丝杆的另一端水平伸出所述中心部且固定连接有制斑针头；所述给进丝杆上还安装有力传感器，所述力传感器用于测定所述制斑针头是否制斑作业完成。
所述中心部内还安装有应力解除装置；所述应力解除装置包括钻孔电机；所述钻孔电机的主轴传动连接有钻孔轴箱；所述钻孔轴箱上转动连接有伞齿轮一侧；所述伞齿轮的端部安装有钻头；所述钻头通过所述钻孔轴箱实现周向旋转；
所述应力解除装置还包括给进电机，所述给进电机的输出轴传动连接有给进轴箱；所述给进轴箱通过伸出丝杆与所述伞齿轮另一侧传动连接，用于实现所述伞齿轮的水平给进。
所述钻孔轴箱一侧还固定安装有监测相机，所述监测相机用于监测钻头钻进情况。
所述光学应变测量装置贴近所述回转装置设置，所述光学应变测量装置包括抽排水组件，摄像机，反射镜和外侧的液压推杆；所述纵置摄像机通过所述反射镜进行测量工作；所述反射镜与前部镜头组成光学通道；所述光学通道与所述中心部外壁连接处固定安装有密封圈；所述液压推杆用于压紧所述密封圈；所述光学通道内还固定安装有补光灯；
所述抽排水组件包括循环泵；所述循环泵通过抽水管伸入所述密封圈侧壁；所述密封圈内还固定安装有滤芯。
一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法，包括以下步骤：
S1钻孔：在地应力测量区域钻出直径大于90mm的深孔；
S2固定：将全环境钻孔原岩应力测试装置放入孔中并启动液压电机，使支撑推杆与岩壁紧密接触，使得装置固定在孔中，不会产生上下错动和相对位移；
S3定位：启动升降装置和回转装置，对岩壁进行观察和识别，并选择进行应力解除的平面；
S4制斑：启动制斑系统在待测平面上制斑；
S5初始数据记录：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水组件过密封圈内浑浊水体，对制斑斑点进行记录，获得初始特征线段和特征线段夹角；
S6应力解除：启动钻孔地应力解除系统至工作窗口，开始钻孔，对待测平面进行应力解除作业；
S7变形测量：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆的作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水装置，对应力释放结束后的制斑斑点进行记录，获得解除后特征线段和特征线段夹角；
S8多点测量：重复S3～S7对至少三个测点进行测量，这些测点应处于同一地层，以避免地层差异引起的地应力误差；
S9数据处理：根据初始应变数据和最终应变数据，利用最小二乘法计算得出地应力分量数值。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明结合先进光学设备，实现了设备适用性更强目标的同时，提高了测量的精度，实现了一次架机完成多测点自动测量，解决了传统地应力测量装置水下测量效果差的问题，可直接确定测点的三维地应力，无需大型设备配合，便于携带和现场测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为整体结构示意图；
图2为升降装置结构示意图；
图3为支撑装置结构示意图；
图4为回转装置结构示意图；
图5为光学应变测量装置结构示意图；
图6为制斑装置结构示意图；
图7为应力解除装置结构示意图；
图8为解除前的标识点、特征线段和特征线段夹角；
图9为解除后的标识点、特征线段和特征线段夹角；
其中，1、外联接口；2、控制单元；3、升降装置；4、支撑装置；5、回转装置；6、光学应变测量装置；7、制斑装置；8、应力解除装置；301、升降电机；302、升降轴箱；303、位移监测器；304、连接丝杆；305、限位器；306、旋转轴承；401、进油口；402、液压活动杆；403、支撑器；501、回转监测器；502、回转轴箱；503、回转电机；601、摄像机；602、循环泵；603、反射镜；604、液压推杆；605、补光灯；606、抽水管；607、密封圈；608、滤芯；701、给进轴箱；702、力传感器；703、制斑针头；704、制斑电机；705、给进丝杆；801、给进电机；802、给进轴箱；803、伞齿轮；804、钻孔轴箱；805、监测相机；806、钻孔电机；807、钻头；9、液压箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种全环境钻孔原岩应力测试装置，包括：主控工作部，工作部包括中心部和设置在中心部两端的顶升降部和底升降部；顶升降部内安装有控制单元2；控制单元2通过外联接口1与外控系统连接；
顶升降部和底升降部内均还安装有支撑装置4；顶升降部和底升降部均通过升降装置3的连接丝杆304与中心部相连接；中心部内固定安装有回转装置5，光学应变测量装置6和制斑装置7；回转装置5用于实现中心部的旋转，光学应变测量装置6用于测量标记；制斑装置7用于在工作面上预留标记。
支撑装置4包括限位环，限位环周侧等间距设置的液压活动杆402；液压活动杆伸出顶升降部或底升降部外壁，且固定连接有支撑器403；每一液压活动杆402上均还开设有一进油口401。
在本发明的一个实施例中，限位器305限定于限位环内，通过限位环伸出顶升降部或底升降部。
在本发明的一个实施例中，液压活动杆402由液压箱9驱动控制。
升降装置3包括升降电机301，升降电机301的输出端传动连接有升降轴箱302；升降轴箱302固定连接有连接丝杆304的一端；连接丝杆304的另一端通过限位器305限定于中心部的端面中心；升降轴箱302上还安装有位移监测器303；所述位移监测器303监测中心部的位移间距。
回转装置5包括回转电机503；回转电机503固定安装于中心部端部；回转电机503的主轴传动连接有回转轴箱502；回转轴箱502的一侧固定安装有回转监测器501；回转监测器501用于监测中心部的旋转角度。
制斑装置7包括制斑电机704；制斑电机704的主轴传动连接有给进轴箱701；给进轴箱701上固定连接有给进丝杆705的一端，给进丝杆705的另一端水平伸出中心部且固定连接有制斑针头703；给进丝杆705上还安装有力传感器702，力传感器702用于测定制斑针头703是否制斑作业完成。
进一步的，制斑装置7需要在选定的工作面上做出4个不共线的，易于监测的标识点。
中心部内还安装有应力解除装置8；应力解除装置8包括钻孔电机806；钻孔电机806的主轴传动连接有钻孔轴箱804；钻孔轴箱804上转动连接有伞齿轮803一侧；伞齿轮803的端部安装有钻头807；钻头807通过钻孔轴箱804实现周向旋转；
应力解除装置8还包括给进电机801，给进电机801的输出轴传动连接有给进轴箱802；给进轴箱802通过伸出丝杆与伞齿轮803另一侧传动连接，用于实现伞齿轮803的水平给进。
钻孔轴箱804一侧还固定安装有监测相机805，监测相机805用于监测钻头钻进情况。
光学应变测量装置6贴近回转装置5设置，光学应变测量装置6包括抽排水组件，摄像机601，反射镜603和外侧的液压推杆604；摄像机601通过所述反射镜603进行测量工作；反射镜603与前部镜头组成光学通道；光学通道与中心部外壁连接处固定安装有密封圈607；液压推杆604用于压紧所述密封圈607；光学通道内还固定安装有补光灯605；
抽排水组件包括循环泵602；循环泵602通过抽水管606伸入密封圈607侧壁；密封圈607内还固定安装有滤芯608。
进一步的，在测量时启动液压推杆604使密封圈与岩壁接触良好，开启循环泵602，将密封圈内浑浊水通过抽水管606抽出，新流入的水经过滤芯608过滤，不仅保证相机成像条件良好，还可以实现本装置能够在水下进行测量任务。在应力解除完成后，光学应变测量装置6读取。
进一步的，液压推杆604设置于光学通道一侧，与光学通道内的光学路径互不影响。
一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法，包括以下步骤：
S1钻孔：在地应力测量区域钻出直径大于90mm的深孔；
S2固定：将全环境钻孔原岩应力测试装置放入孔中并启动液压电机，使支撑推杆与岩壁紧密接触，使得装置固定在孔中，不会产生上下错动和相对位移；
S3定位：启动升降装置和回转装置，对岩壁进行观察和识别，并选择进行应力解除的平面；
S4制斑：启动制斑系统在待测平面上制斑；
S5初始数据记录：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水组件过密封圈内浑浊水体，对制斑斑点进行记录，获得初始特征线段和特征线段夹角；
S6应力解除：启动钻孔地应力解除系统至工作窗口，开始钻孔，对待测平面进行应力解除作业；
S7变形测量：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆的作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水装置，对应力释放结束后的制斑斑点进行记录，获得解除后特征线段和特征线段夹角；
S8多点测量：重复S3～S7对至少三个测点进行测量，这些测点应处于同一地层，以避免地层差异引起的地应力误差；
S9数据处理：根据初始应变数据和最终应变数据，利用最小二乘法计算得出地应力分量数值。
在本发明的一个实施例中，钻孔直径最高为180mm。
在本发明的一个实施例中，升降装置3及回转装置5能够实现30cm的纵向位移以及360°的旋转角度。
在本发明的一个实施例中，控制单元2包括微型处理器，水平仪，倾角仪，旋转角度仪等设备。用于获取本装置在竖孔中工作的实时情况，便于分析。
在本发明的一个实施例中，钻头807由高硬度合金制成，可实现在岩壁上制成清晰斑痕的目的。
在本发明的一个实施例中，本申请中将摄相机601和镜头与岩壁平行放置，解决了钻孔直径对于光学测量装置尺寸的限制。更大的相机和镜头提供了更高的分辨率与放大倍数，提高了光学测量的精度，最小应变分辨率可达100个微应变。
在本发明的一个实施例中，循环泵602工作时将密封圈内的混浊水体抽出，滤芯603使新流入密封圈内的水不带有泥沙，保证光学应变测量6正常工作。
更具体的，在测量花岗岩、砂岩等自身具有特征点的岩石时，可不使用制斑装置，利用岩壁自身斑点进行应力解除监测。
在本发明的一个实施例中，完整的工作过程为：装置完全展开，并放置在钻好的竖孔中，启动外控系统及电源，为本装置提供电力及实现信息传输功能；启动液压电机使本装置良好固定在竖孔中，通过读取控制单元2内各传感器数据获得主工作部的相对位置、相对旋转角和倾角；由操作人员在主控制系统中操作升降装置3和回转装置5，并结合摄相机601选择应力解除平面的位置；在选定应力解除平面后，操作升降装置3提升制斑装置7到选定位置，启动制斑704电机，驱动制斑针头703通过工作窗伸出，在第一个解除面上留下三个不共线的有效标识点P1,P2,P3，如图8；结合力传感器702数据判断制斑作业是否完成；作业完成后反向启动制斑电机704，收回制斑钻头703；重复选定三个不同极角的解除面，对三个不同极角的解除面进行上述制斑作业，一共在岩壁上制出12个有效的标识点；操作人员操作升降装置3和回转装置5提升光学应变测量装置6至工作窗，伸出液压推杆604使密封圈607与岩壁良好接触，启动循环泵602使密封圈内水体清澈，达到测量要求；启动光学应变测量装置6，对3个平面进行测量，记录12个标识点的初始信息，并对各个工作面建立坐标系，如图8；操作升降装置3提升应力解除装置8至工作窗，开始对壁面进行应力解除作业；启动钻孔电机806，钻头开始旋转，再启动进给电机801，钻头伸出工作窗，开始钻孔作业；操作回转装置5，将应力解除装置8依次对准3个选定好的平面，依次进行应力解除作业，作业期间操作人员可通过监视镜头806观察钻头实时状态；应力解除完成后，钻孔点击806停机，反转进给电机801，将钻头收回；启动升降装置3，提升光学应变测量装置6至工作窗，重复应变测量过程，分别得到应力解除后标识点的坐标，如图9；经过电脑计算后正应变Δεij；根据圆孔孔壁围岩应力解计算每次地应力测试结果，具体计算公式可统一表示为：
EΔεi＝A1,iσx+A2,iσy+A3,iσz+A4,iτxy+A5,iτyz+A6,iτzx
(1)测量对象为特征线段时，A的表达式为：
(2)测量对象为特征夹角时，A的表达式为：
其中，
式中，Δεi为特征线段长度相对变化量或特征夹角余弦差值；θi为特征线段或特征夹角所处的钻孔极角；和/>为特征线段与大孔轴线的夹角；βij和βij′为特征夹角初始时刻和解除后的值；E为岩石弹性模量；ν为岩石泊松比；σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx为原岩应力分量；d1、d2、d3、A1、A2......A6为简化系数。
在本实施例中，在所述S5中测得的特征线段和特征线段夹角变化量测试总数量为s时，基于上述公式可构建共计s个等式方程。基于最小二乘原理构建应变片的应变变化量等式的法方程为：
式中，s为观测值方程个数，且s＝ij；i为单个空心包体应变花的数量；j为每个应变花包含不同方向应变片的数量；Ak1、Ak2......Ak6为方程简化系数；Δεk为解除前后应变片的应变差。
在本实施例中，隧洞柱坐标系下的地应力值为：
测量工作完成后，反向启动液压电机，收回液压推杆，装置与岩壁脱离，操作人员将本装置抽出竖孔。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于，包括：主控工作部，所述工作部包括中心部和设置在所述中心部两端的顶升降部和底升降部；所述顶升降部内安装有控制单元(2)；所述控制单元(2)通过外联接口(1)与外控系统连接；所述顶升降部和底升降部内均还安装有支撑装置(4)；所述顶升降部和底升降部均通过升降装置(3)的连接丝杆(304)与中心部相连接；所述中心部内固定安装有回转装置(5)，光学应变测量装置(6)和制斑装置(7)；所述回转装置(5)用于实现所述中心部的旋转，所述光学应变测量装置(6)用于测量标记；所述制斑装置(7)用于在工作面上预留标记。
2.根据权利要求1所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述升降装置(3)包括升降电机(301)，所述升降电机(301)的输出端传动连接有升降轴箱(302)；所述升降轴箱(302)固定连接有所述连接丝杆(304)的一端；所述连接丝杆(304)的另一端通过限位器(305)限定于所述中心部的端面中心；所述升降轴箱(302)上还安装有位移监测器(303)；所述位移监测器(303)监测所述中心部的位移间距；所述限位器(305)用于限制回转装置(5)和升降装置(3)的工作干扰。
3.根据权利要求2所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述支撑装置(4)包括限位环，限位环周侧等间距设置的液压活动杆(402)；所述液压活动杆伸出所述顶升降部或底升降部外壁，且固定连接有支撑器(403)；每一所述液压活动杆(402)上均还开设有一进油口(401)。
4.根据权利要求1所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述回转装置(5)包括回转电机(503)；所述回转电机(503)固定安装于所述中心部端部；所述回转电机(503)的主轴传动连接有回转轴箱(502)；所述回转轴箱(502)的一侧固定安装有回转监测器(501)；所述回转监测器(501)用于监测所述中心部的旋转角度。
5.根据权利要求1所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述制斑装置(7)包括制斑电机(704)；所述制斑电机(704)的主轴传动连接有给进轴箱(701)；所述给进轴箱(701)上固定连接有给进丝杆(705)的一端，所述给进丝杆(705)的另一端水平伸出所述中心部且固定连接有制斑针头(703)；所述给进丝杆(705)上还安装有力传感器(702)，所述力传感器(702)用于测定所述制斑针头(703)是否制斑作业完成。
6.根据权利要求1所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述中心部内还安装有应力解除装置(8)；所述应力解除装置(8)包括钻孔电机(806)；所述钻孔电机(806)的主轴传动连接有钻孔轴箱(804)；所述钻孔轴箱(804)上转动连接有伞齿轮(803)一侧；所述伞齿轮(803)的端部安装有钻头(807)；所述钻头(807)通过所述钻孔轴箱(804)实现周向旋转；
所述应力解除装置(8)还包括给进电机(801)，所述给进电机(801)的输出轴传动连接有给进轴箱(802)；所述给进轴箱(802)通过伸出丝杆与所述伞齿轮(803)另一侧传动连接，用于实现所述伞齿轮(803)的水平给进。
7.根据权利要求6所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述钻孔轴箱(804)一侧还固定安装有监测相机(805)，所述监测相机(805)用于监测钻头钻进情况。
8.根据权利要求1所述的一种全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于：所述光学应变测量装置(6)贴近所述回转装置(5)设置，所述光学应变测量装置(6)包括抽排水组件，摄像机(601)，反射镜(603)和外测的液压推杆(604)；所述摄像机(601)的镜头通过所述反射镜(603)反射，光束用过所述光学通道照射在孔内孔壁上；所述光学通道与所述中心部外壁连接处固定安装有密封圈(607)；所述液压推杆(604)用于抵接压紧所述密封圈(607)；所述光学通道内还固定安装有补光灯(605)；
所述抽排水组件包括循环泵(602)；所述循环泵(602)通过抽水管(606)伸入所述密封圈(607)侧壁；所述密封圈(607)内还固定安装有滤芯(608)。
9.一种全环境钻孔原岩应力测试装置及测量方法，包括上述权利要求1-8任一项所述的全环境钻孔原岩应力测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1钻孔：在地应力测量区域钻出直径大于90mm的深孔；
S2固定：将全环境钻孔原岩应力测试装置放入孔中并启动液压电机，使支撑推杆与岩壁紧密接触，使得装置固定在孔中，不会产生上下错动和相对位移；
S3定位：启动升降装置和回转装置，对岩壁进行观察和识别，并选择进行应力解除的平面；
S4制斑：启动制斑系统在待测平面上制斑；
S5初始数据记录：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水组件过密封圈内浑浊水体，对制斑斑点进行记录，获得初始特征线段和特征线段夹角；
S6应力解除：启动钻孔地应力解除系统至工作窗口，开始钻孔，对待测平面进行应力解除作业；
S7变形测量：启动光学应变测量系统至工作窗口，在液压推杆的作用下使密封圈与岩壁接触紧密，启动抽排水装置，对应力释放结束后的制斑斑点进行记录，获得解除后特征线段和特征线段夹角；
S8多点测量：重复S3～S7对至少三个测点进行测量，这些测点应处于同一地层，以避免地层差异引起的地应力误差；
S9数据处理：根据初始应变数据和最终应变数据，利用最小二乘法计算得出地应力分量数值。
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