Các ứng suất σh được xác định dựa trên hệ số tỷ lệ Poisson và hệ số Biot. Công thức tính toán σh được xây dựng dựa trên cơ sở thực nghiệm (công thức 1.25) [2].
(1.25) Trong đó:
ϑ: là hệ số poision. B: hệ số Biot.
Đối với σh ta có thể dựa trên thí nghiệm Leak-off test (LOT), Extended leak- off tests (XLOT), và các phương pháp minifracture tests để xác định cường độ (Phụ lục A ). Theo qui ước thì σh thường có giá trị ứng suất nhỏ nhất khi đó dựa vào đồ thị của thí nghiệm LOT, ta có thể xác định được giá trị ứng suất nhỏ nhất chính là giá trị σh.
Hình 1-15: Biểu đồ thí nghiệm LOT
Nội dung của các phương pháp này là từ các thông tin về vị trí hệ thống khe nứt được tạo ra do nứt vỉa thủy lực, có thể xác định được khả năng chịu nén của đất đá, và ứng suất ngang cực tiểu (vuông góc với hướng của các khe nứt vỉa thủy lực), hoặc từ dữ liệu về áp suất đóng kín khe nứt (bằng cường độ ứng suất ngang cực
tiểu) để xác định hướng của khe nứt và từ đó suy đoán được hướng của ( có hướng vuông góc với khe nứt phát triển trong quá trình khoan).
Hình 1-16: Sự hình thành khe nứt do thủy lực khoan
Sự tạo thành các nứt gãy đất đá do thủy lực là một hiện tượng phức tạp rất khó mô tả bằng toán học. Để trình bày các nguyên lý cơ bản liên quan đến vấn đề này,
trước tiên chúng ta khảo sát một trường hợp rất đơn giản trong đó, chất lỏng tạo nứt gãy không thấm (a nonpenetrating fracture fluid) được đưa vào trong một hốc nhỏ nằm giữa phân tố đất đá (hình 1-16) (được giả thiết là có độ bền kéo bằng không (0)).
Chất lỏng không thấm là một chất lỏng khi chảy vào trong nứt gãy được tạo ra sẽ không chảy một khoảng cách xa đáng kể trong các không gian lỗ rỗng của đất đá. Để chất lỏng tạo nứt gãy đi vào không gian lỗ rỗng thì áp suất của chất lỏng tạo nứt gãy phải vượt quá áp suất của chất lưu trong vỉa trong các không gian lỗ rỗng của đất đá. Khi áp suất của chất lỏng tạo nứt gãy được tăng lên trên áp suất vỉa thì mạng đất đá bắt đầu bị nén lại. Sự nén lớn nhất theo phương ứng suất nhỏ nhất trong mạng. Khi áp suất của chất lỏng tạo nứt gãy vượt quá tổng của ứng suất mạng nhỏ nhất và áp suất lỗ rỗng thì sự tách ra của mạng đất đá xảy ra và sự nứt gãy lan truyền. Hướng nứt gãy được ưu tiên là vuông góc với ứng suất chính nhỏ nhất.