什么是岩体中应力?

[拼音]：yanti zhong yingli

[外文]：stress in rock mass

赋存于岩体内的应力或岩体赋存的环境应力。岩体应力可分为一次应力和二次应力。一次应力指地球表层岩石圈内存在的自然应力，在工程上通常称为初始应力或原位应力，在地学中常称为地应力。二次应力是指在工程活动和岩体特性相互作用下，岩体内初始应力发生集中、释放、叠加、转移等过程形成的重分布应力。

天然岩体中的初始应力是很复杂的，不仅与岩体自重、地质构造运动有关，而且与成岩条件、地形地貌、岩性、地温等许多因素有关。它的大小和方向，常随岩体中的测点位置和测点局部地质因素的不同而变化。但对一定范围内的地质体来说，起控制作用的终究是其自重和经受的地质构造作用。因而大体上仍有规可循。岩体中的初始应力的基本规律可归纳为：

（1）在浅部岩层，实测初始应力垂直分量σv值接近于岩体自重应力；到目前为止，大约3/4的实测结果表明，水平分量σh高于垂直分量；

（2）在深部岩层，如1000米以下，两者渐趋一致，甚至垂直分量大于水平分量；

（3）就地应力水平分量来说，还有一个各向异性问题。中国华北地区实测结果表明，σhmin/σhmax＝0.19～0.27的占 17％，0.43～0.64的占60％，0.66～0.78的约占20％；

（4）最大主应力方向在平坦地区或深层，一般受构造方向控制；而在山区则和地形有关，在浅层往往平行于山坡方向；

（5）由于大多数岩体经历多次地质构造运动，组成岩石的各种矿物的物理力学性质也不一致，因而初始应力中的一部分是以“封闭”或“冻结”的应力状态存在于岩石中。

在地下工程建设中，岩体中应力具有十分重要的意义。如在高地应力地区修筑地下洞室时，常遇到坚硬岩层中的岩爆现象和软弱岩层中的流变现象，给工程施工带来危害。为了避免地应力带来的危害，在高地应力地区修建地下洞室时，洞轴线走向最好与最大水平应力方向平行，这样将有利于围岩稳定和施工。洞室形状设计时也应该注意地应力状态，水平应力大于垂直应力时，宜采用扁形洞，这样有利于围岩稳定（见岩质地下洞室围岩变形）。