1、原巖：原巖：未經工程開挖而又不受開挖影響仍處于自然平衡狀態的巖體，稱為原巖。 原巖應力：原巖應力：原巖中天然賦存的應力稱為原巖應力，又稱為初始應力或地應力。圍巖：圍巖：受工程開挖影響應力發生重新分布的巖體。圍巖應力：圍巖應力：洞室開挖后，周圍巖體失去原來的支撐，開始向洞內位移，引起洞周一定范圍內巖體應力改變，重新調整形成新的應力，稱為圍巖應力，也稱次生應力或二次應力。自重應力：自重應力：地殼上部各種巖體由于受到地心引力的作用而產生的應力。它是由巖體自重引起的。 6.1 幾個基本概念構造應力：構造應力：由地質構造作用產生的應力稱為構造應力。或地殼中長期存在著一種促使構造運動發生和發展的內在力量，

2、這就是構造應力。原巖應力場：原巖應力場：原巖應力在巖體空間有規律的分布狀態稱為原巖應力場，又稱為初始應力場。即未經采動的巖體在天然狀態下所具有的應力狀態。構造應力場：構造應力場：構造應力在空間有規律的分布狀態稱為構造應力場。 原巖應力原巖應力自重應力構造應力自重應力構造應力 迄今為止，對原巖應力還無法進行較完善的理論計算，而只能依靠實際測量來建立巖體中初始應力狀態。在均勻巖體中，巖體的垂直應力垂直應力 z z等于上浮巖體的重量：iniizh 1 zz 6.2 巖體初始應力場及其影響因素p6.2.1 巖體自重應力場 若認為巖體為均質、連續且各向同性體，各巖體單元橫向變形為0，即x= y=0，則由

3、廣義胡克定律： 11xxyzyyzxEE 其中為側壓力系數，巖體（0.2-0.3），則（0.25-0.43）；另外， zzyx 1解上式得水平應力水平應力 x x、 y y為為：0 zxyzxy 巖體自重應力隨著深度呈線性增加，淺部處于彈性狀態；超某一臨界深度（砂巖500m、花崗巖2500m），巖體處于潛塑狀態或塑性狀態潛塑狀態或塑性狀態（開挖前為彈性，開挖后呈塑性），此時，其近于0.5，則近于1.0，巖體所受垂直與水平應力相等，即靜水壓力狀態靜水壓力狀態，該現象瑞士地質學家海姆（A.Heim）1987年在研究阿爾卑斯山深大隧道時發現，稱為海姆假說海姆假說。構造應力：構造應力：由地質構造作用產

4、生的應力稱為構造應力；地質構造水平包括水平運動（造山運動）與垂直運動（造陸運動），水平運動如板塊移動、碰撞，對巖體構造應力的形成起控制作用，即構造應力以水平應力為主。目前，構造應力尚無法用數學力學的方法分析計算，只能采用現場應力量測方法求得，但構造應力的方向可根據地質力學的方法加以判斷。例如，對于斷層、褶曲等一般認為自重應力是主應力之一，另一主應力與斷裂構造系正交。p6.2.2 構造應力場正斷層：正斷層：1自重應力， 3與斷層走向正交逆斷層：逆斷層：3自重應力， 1與斷層走向正交平移斷層：平移斷層：2自重應力， 1與斷層走向成3045夾角，且1與2均為水平方向，巖脈、褶曲巖脈、褶曲均可推斷構造

5、應力方向，見圖6-3。正斷層:上盤下降，下盤相對上升，多為張力和重力作用；逆斷層：上盤上升，下盤相對下降，多為水平擠壓作用。平移斷層：應力是來自兩旁的剪切力作用，其兩盤順斷層面走向相對位移，而無上下垂直移動。 除地質構造和自重應力外，地形、地質構造形態、巖體力學性質、水、溫度等。（一）地形（一）地形故，山峰處初始應力低，溝谷處初始應力高山峰處初始應力低，溝谷處初始應力高p6.2.3 影響巖體初始應力狀態的因素（二）地質構造形態（二）地質構造形態 背斜褶曲背斜褶曲，兩翼自重應力大，中部低承載拱受力特點；向斜褶曲，相反。 斷層斷層，楔體A產生卸荷作用，自重應力降低；而楔體B產生加荷作用，自重應力升

6、高。（三）巖體力學性質（三）巖體力學性質 堅硬完整堅硬完整（積聚大量應變能）巖體，初始地應力高；軟弱破碎軟弱破碎巖體，初始地應力低； 耶格提出初始地應力與巖體抗壓強度成正比；E大于50GPa， 1一般1030MPa， E小于10GPa， 1一般小于10MPa。（四）水（四）水 巖體裂隙或孔隙中的水，靜止時靜水壓力靜水壓力（地下水位的升降引起初始地應力的減增），流動時動水壓力動水壓力（給予周圍巖體動水摩擦力和動水流向應力，增加初始應力）。（五）溫度（五）溫度 巖漿侵入或者隨著深度的增加，溫度升高，使巖體膨脹，產生熱應力熱應力，增加初始應力； 若地溫梯度=3C/100m，巖體熱膨脹系數約為10-5

7、，一般巖體彈性模量E=10GPa，則地溫引起的溫度應力T約為： T =E Z=0.0310-5104 Z=0.003 Z MPa Z為研究點處的深度，m。 巖體的溫度是壓縮應力（熱漲、巖體限制、受壓），隨深度增加而增加隨深度增加而增加。溫度應力約為自重應力的1/9左右，且呈靜水壓力狀態。 目前，原巖應力實測深度達3000m。在這一深度內，原巖應力變化規律大致可歸納為以下幾點： 絕大多數地區為以水平應力為主的三向不等壓且非穩定（大小與方向隨空間與時間變化而變化）應力場； 在某些地震帶，方向與大小隨時間變化而變化非常明顯，地震前應力大小積累增大，地震中集中應力釋放而大幅降低，而方向地震時明顯改變，

8、地震后慢慢調整后恢復地震前狀態。6.3 巖體初始應力場的分布規律p6.3.1 巖體初始應力場是時間與空間的函數 全世界實測V統計資料分析表明，深度252700m， V線性增加，大致為=27kN/m3計算的自重應力，部分地區存在偏差（測量誤差、板塊移動、巖漿侵入、擴容、不均勻膨脹等）。 霍克（霍克（E.Hoek）與布朗）與布朗（E.T.Brown）p6.3.2 實測垂直應力基本等于上覆巖層的重量 實測表明，大多地區兩個主應力方向水平或接近水平，其與水平面夾角一般不大于30。最大水平主應力h,max普遍大于垂直應力v ，其比值一般為0.55.5，大多數情況，比值大于2。 h,max與h,min的算

9、術平均值h,av與v的比值一般為0.55.0，大多數為0.81.5。這說明在地殼淺部巖體平均水平應力普在地殼淺部巖體平均水平應力普遍大于垂直應力遍大于垂直應力。 垂直應力大多時為最小主應力；少數時為中間主應力；個別時為最大主應力。這是由于構造應力這是由于構造應力主要以水平應力為主主要以水平應力為主。p6.3.3水平應力普遍大于垂直應力 表6-1為世界部分國家水平應力與垂直應力比值統計。 圖6-8為世界部分國家取得的實測結果。p6.3.4 平均水平應力與垂直應力的比值 隨深度增加而減小 圖6-8表明，深度不大的情況下， h,av/v的值相當分散。隨著深度增加，該值的變化范圍逐步縮小，并趨近于l，

10、這說明在地殼深部有可能出現靜水壓力在地殼深部有可能出現靜水壓力狀態狀態。 霍克和布朗根據圖6-8所示結果回歸出以下公式：,10015000.30.5h avvHH式中，H為深度，m。 通過研究南部非洲、美國、日本、冰島及加拿大等地區的初始應力量測結果，得到地殼內水地殼內水平應力隨深度增加呈線性關系增大是普遍規律平應力隨深度增加呈線性關系增大是普遍規律。 斯蒂芬森（O.Stephansson）等人根據實測結果給出了芬諾斯堪的亞古陸最大水平主應力和最小水平主應力隨深度H（m）變化的線性方程：,max,min6.70.0444()0.80.0329()hhHMPaHMPap6.3.5 水平主應力隨深

11、度呈線性增加 一般，最小水平主應力與最大水平主應力的比值相差較大，顯示出很強的方向性，其比值通常為0.20.8，多數情況為0.40.8 ，見表6-2。p6.3.6 兩個水平主應力一般相差較大量測目的：量測目的：了解巖體中應力的大小與方向，為巖體工程受力狀態及巖體支護與加固提供依據，也可預報巖體失穩和巖爆發生；分為初始地應力和地下工程應力分布量測。量測方法：量測方法：一種是硐室表面測量，再把開挖擾動考慮進入（不準確，甚至完全錯誤；二是硐室表面打小孔進入原巖應力區后小孔內進行測量，應力解除法與水壓致裂法）。具體的方法：具體的方法：據量測原理的不同有應力恢復法、應力應力解除法解除法、應變恢復法應變恢

12、復法、應變解除法、水壓致裂法水壓致裂法、聲發射法聲發射法、X射線法、重力法共八類。6.4 巖體初始應力的量測方法1 1、基本原理、基本原理 對測試段鉆孔用特制封隔器密封起來，然后對密封段加高壓水直至孔壁巖石產生張裂隙。根據裂隙的方向及泵壓的大小分析確定原巖的應力狀態。p水壓致水壓致裂裝置裂裝置封隔器封隔器鉆孔鉆孔高壓水高壓水p6.4.2 水壓致裂法2 2、基本假設、基本假設 （1）一個主應力方向是垂直的，其大小等于上覆巖層的自重應力。而另外兩個主應力是水平的，且破裂方向垂直于最小主應力方向。 （2）巖體是均質、各向同性的線彈性體。3 3、適用條件：、適用條件： 完整性好的脆性巖體。完整性好的脆

13、性巖體。4、測試步驟、測試步驟（1）打鉆孔并用封隔器密封待加壓段，鉆孔直徑與封隔器直徑一致，封隔器直徑有38mm，5lmm，76mm，9lmm，110mm，130mm等。封隔器是兩個膨脹橡膠塞，可用液體，也可用氣體進行充壓。橡膠塞之間的封堵段長度為0.51.0m。（2）向隔離段注射高壓水，不斷加大水壓，至孔壁出現開裂，獲得初始開裂壓力pi。（3）停止增壓，關閉高壓泵，壓力迅速下降，裂隙停止擴展，并趨于閉合，當壓力降到使裂隙處于臨界閉合狀態時的平衡壓力，此時應力稱為關閉壓力，記為ps；最后卸壓，使裂隙完全閉合。（4）重新向密封段注射高壓水，使裂隙重新打開并記下裂隙重開時的壓力pr和隨后的恒定關閉

14、壓力戶ps。這種卸壓-重新加壓的過程重復2-3次，以提高測試數據的準確性。上述步驟(2)、(3)記錄了壓力時間關系和流量時間關系，見圖6-10。初始開裂壓力pi關閉壓力ps裂隙重開時的壓力pr孔隙水壓力p0（5）將封隔器完全卸壓，連同加壓管等全部設備從鉆孔中取出。（6）測量水壓致裂裂隙和鉆孔試驗段天然節理、裂隙的位置、方向和大小，測量可以采用井下攝影機、井下電視、井下光學望遠鏡或印模器印模器。前三種方法代價昂貴，操作復雜，而印模器則比較簡便、實用。其結構及形狀與封隔器相似，其外面包裹一層可塑性橡皮或類似材料，將其連同加壓管路一起送入水壓致裂部位，然后將印模加壓膨脹，使鉆孔上的所有節理裂隙均印在

15、印模器上。印模器裝有定向系統，以確定裂隙的方位，一般情況下，水壓致裂裂隙為水壓致裂裂隙為一組徑向相對的縱向裂隙一組徑向相對的縱向裂隙，很容易辨認出來。5、水壓致裂法測定系統、水壓致裂法測定系統6、應力計算、應力計算兩向受不相等的均布力1、2作用時的應力分量： 2cos)31)(1(2)1(22222212221rrr 2cos)31 (2)1 (244212221rr 2sin)31)(1 (2222221rr 孔壁（孔壁（=r)應力分量：應力分量： 2cos)( 20, 02121 式中：為周邊一點與1的夾角。當0o時，取極小值，此時123 2 （1）由彈性力學厚壁筒公式，在只受內壓q1作用

16、：,1112222qrRR 1222211qrRR 若R,得到具有圓孔的無限大薄板，或具有圓形孔道的無限大彈性體，其解答為：,122qr 122qr 若 r,得到：,1q 1q 根據巖體力學應力符號規定，得孔壁切向應力：1q （2）p 當鉆孔受水壓力P作用，且受水平原巖應力1 、 2作用，鉆孔壁的最小切向應力為式（1）與（2）的疊加：巖體破裂條件：t p 123 于是：于是：213itpp 式中pi為孔壁發生初始裂縫時的水壓力，t為封隔段巖石抗拉強度。 可見，當水壓力達到pi時，孔壁將沿1的方位開裂。如果鉆孔中有裂隙水，其水壓力為P0，則：2103itpP（3）p 繼續注入高壓水，裂隙進一步擴

17、展，當裂隙深度達到3倍鉆孔直徑時，此處接近原巖應力狀態，停止加壓，保持壓力恒定(PS),則有：2 sP2103rpP 如果測出封隔段巖石抗拉強度t，即可由式（3）、（4）求出1和2。（4） 因此，在初始裂隙產生后，將水壓力卸除，使裂隙閉合，然后重新加壓，使裂隙重新打開，這時水壓力為pr，則有（5）由式（5）、（4）可求出1和2。 聯立解得：2 sP2103rpP（4）（5）2103itpP（3） A、 巖石抗拉強度：巖石抗拉強度：tirpp B、 最大水平應力：最大水平應力：1max03Hsitppp C、 最小水平應力：最小水平應力：sHp min2 可見，水壓致裂法只能確定垂直于鉆孔平面內

18、的最大和最小主應力，實際上是一種二維應力測量方法。若要確定測點的三維應力狀態，必須打互不平行的交匯于一點的的三個鉆孔。這是非常困難的。7、水壓致裂法評價、水壓致裂法評價 優點： 1、能測量深部巖體應力（5000m）； 2、可以使用各種尺寸的勘探鉆孔，在勘探階段便可測定； 3、不需對鉆孔進行應力解除，不需精密的儀器； 4、不需要巖體彈性參數。缺點缺點 1、假定鉆孔方向為主應力方法，因此，實測的三維主應力是近似的。 2、設備笨重，鉆孔封隔加壓技術較復雜。1、基本原理、基本原理 地下某點的巖體處于三向壓縮狀態，如用人為的方法解除其應力，必然發生彈性恢復，測定其恢復的應變，利用彈性力學公式則可算出巖體

19、初始應力。zzyyxxzyx ,解除應力；彈性恢復，測出變形；根據變形，轉求應力。p6.4.3 應力解除法（1）已知主應力方向的應力解除）已知主應力方向的應力解除 如圖示平板：13, yx1 3 3 1 xy在受力狀態下，貼上應變片此時：0, 013 yx卸去外力，變形恢復，此時：13, yx根據廣義虎克定律：根據廣義虎克定律：)(1311 E)(1133 E解得：解得：)(13121 E)(11323 E(1)p6.4.3 應力解除法由彈性原理： 2sin2sincos22xyyx 式中：為x軸成角度方向的線應變 。由上式可解得x,y,xy（2）未知主應力方向的應力解除）未知主應力方向的應力

20、解除1 2 3 xy1 2 3 1121212sin2sincos xyyx 2222222sin2sincos xyyx 3323232sin2sincos xyyx (2)p6.4.3 應力解除法解得x,y,xy,可按下式求出主應變1 2 和0221)2()2()(21xyyxyx yxxy 02tg223)2()2()(21xyyxyx 已知1,3,0 ,即可按(1)式求出主應變1 ,3 。(3)p6.4.3 應力解除法（3）應變花種類應變花種類 為計算方便，常把三個應變片布置成如圖所示的形式。 即：等角應變花、直角應變花p6.4.3 應力解除法A、直角應變花直角應變花1 00，2 45

21、0，3 90029045245090031)()(22)(21 90045900022tg 將x,y,xy 代入(3)式得：(4),0 x 2)(2145xyyx ,90y 將1,3,0 代入(1)式求出主應變1 ,3 ： 29045245090031)()(1212 E(5)p6.4.3 應力解除法B、等角應變花等角應變花100，2600，3120020120212060260012060031)()()(32)(31 由上式可解得x,y,xy ，并將其代入(3)式得：(7),0 x )33(4160 xyyx (6)33(41120 xyyx p6.4.3 應力解除法將（7）式 代入(1)

22、式得： 20120212060260012060031)()()()1(32)1(3 E 注意：按上式方法計算得出的1 ，3 是平面狀態下（鉆孔斷面內）的次主應力，而不是該點的主應力。 次主應力：是某坐標面內兩個正應力的極值，一般不等于主應力；次主應力面上仍有剪應力；只有在三個正交的平面上的剪應力都為零時，次主應力才等于主應力。(8)p6.4.3 應力解除法孔底應力解除法測定巖體應力的步驟：1、打大孔至測點，磨平孔底。2、在孔底粘貼電阻應變花探頭。3、解除應力，測量其應變。4、取出巖芯，測其彈性參數。5、計算巖體應力。p6.4.3 應力解除法-孔底應力解除法孔底應力解除法對于等角應變花，孔底平

23、面內的應力按下式計算：對于等角應變花，孔底平面內的應力按下式計算： 1)22(311)22(31201206000120600Ex 1)22(311)22(31201206000120600Ey)()1(312060 Exyp6.4.3 應力解除法- 孔底應力解除法孔底應力解除法對于直角應變花，孔底平面內的應力按下式計算：)11(2900900 Exx ,y ,z ,xy為孔底平面上開挖擾動的次主應力次主應力。(9)(9)p6.4.3 應力解除法-孔底應力解除法孔底應力解除法孔底平面位置處的原巖應力按下式經驗公式計算：zyxxcba zyxycab xyxyd 式中：x，y，z為孔底的原巖應力

24、。其中，a,b,c,d系數無理論解，只有通過實驗或數值分析求得。不同的研究者給出不同的值，古德曼解值：(9)(9)027. 0423. 191. 0473. 0;15. 0085. 030. 12dcbap6.4.3 應力解除法-孔底應力解除法孔底應力解除法 孔底應力解除法的評價: 優點：解除巖芯短，不需要打很長的套孔巖芯，適用于完整性差的巖體。 缺點：采用孔底應力解除時，單孔不能確定巖體應力的六個分量，必須進行三孔測定，才能確定巖體的原巖應力；另外，在用三個鉆孔測一點的應力狀態時，孔底很難處在一個共面上，而影響測量結果；再之，無理論計算公式，只能用經驗公式計算巖體的三維應力。p6.4.3 應

25、力解除法-孔底應力解除法孔底應力解除法 孔徑變形法通過測定鉆孔孔徑變形求解巖體應力，其應力解除工序為：1、打大孔至測點，磨平孔底。2、打同心小孔，安裝孔徑變形計探頭。3、延伸大鉆孔解除應力，同時測量孔徑變形。4、取出巖芯，測其彈性參數E、。5、計算巖體應力。p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法 假定孔徑變形計探頭的三個觸頭相對于巖體應力1 的夾角為1、2、3，測得的孔徑變形分別為u1、u2、u3，孔壁徑向位移為其1/2。p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法 由彈性力學公式，在二向應力1、3的作用下，無限大平板內圓孔周邊徑向位移 u 的計算公式為： 2cos)(23131Ed

26、u平面應力：平面應變：1 3 2cos)(2)1 (31312Edu式中：d圓孔直徑；u圓孔周邊的徑向位移；u的方向與1的夾角。p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法當1，2，3的間隔為600時，按下式計算巖體應力： 如果（d)式成立，則1為1 與u1的夾角，否則為2 與u1的夾角。 上式中的K，對于淺孔，可作平面應力問題處理，K=d/EK=d/E ；對于深孔，可作平面應變問題處理，K=K=（1 12 2)d/E)d/E 。其中d為鉆孔直徑，為巖石的泊松比。(10)(10)p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法當1，2，3的間隔為450時，按下式計算巖體應力： 如果（d)式成立

27、，則1為1 與u1的夾角，否則為2 與u1的夾角。 上式中的K，對于淺孔，可作平面應力問題處理，K=d/E ;對于深孔，可作平面應變問題處理，K=（12)d/E .其中d為鉆孔直徑，為巖石的泊松比。(11)p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法 按上式計算得出的1 ， 2 是鉆孔斷面內的次主應力。 要確定一點的全應力，必須向測點打三個不同方向的鉆孔，進行同樣測定，然后再按最小二乘法求解。p6.4.3 應力解除法-孔徑變形法孔徑變形法 測試工序：測試工序： 孔壁應變法是通過測定鉆孔孔壁的應變求解巖體應力的6個分量，其應力解除工序與孔徑變形法相似：1、打大孔至測點，磨平孔底。2、打同心小孔

28、，安裝應變花探頭。3、套孔解除應力，超過小孔底部5cm,同時測量孔壁應變。4、取出巖芯，測其彈性參數E、 。5、計算巖體應力。p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法 應變計探頭孔壁布置3個應變花，每個應變花由3個應變片組成，采用直角應變花形式?？妆趹兓ú贾茫嚎妆趹兓ú贾茫簆6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法 一個無限體的鉆孔，受到無限遠處的三維應力場（原巖應力場x、y、z、xy 、 yz 、zx )作用時，孔邊圍巖應力（ r、z、r 、z、rz，采用柱坐標，柱坐標的z軸和直角坐標的z軸相一致）分布公式為：鉆孔圍巖應力分布公式：鉆孔圍巖應力分布公式：p6.4.3 應力解除法

29、-孔壁應變法孔壁應變法 2sin)341 (2cos)341 (2)1 (24422442222rararararaxyyxyxr 2sin)31 (2cos)31 (2)1 (2444422rararaxyyxyx zxyyxzrara 2sin42cos)( 22222 2cos)321 (2sin)321 (244224422rarararaxyyxr )1)(cossin(22rayzzxz )1)(sincos(22rayzzxrz (12)(12)p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法 當r=a時，即鉆孔壁上的應力為：0 rzrr 2sin42cos)(2)(xyyxyx

30、zxyyxz 2sin42cos)(2)cossin(2 yzzxz 可見，鉆孔壁上各點處于二向應力狀態，在孔壁上的z-坐標平面內布置應變花測量應變以求應力是可行的。(13)p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法孔壁應力和孔壁應變的關系：孔壁應力和孔壁應變的關系：EEZ 在 -z 坐標系：)(2,90045900zz由虎克定律：EEZZ )(21145ZZEE(14)x)( zzy p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法孔壁應力和原巖應力的關系：孔壁應力和原巖應力的關系： 由（14）式可由孔壁應變求出孔壁應力，由（13）式即可求出原巖應力，令式中=/2, , 7/4, 。EEZ

31、 EEZZ )(21145ZZEE (14)0 rzrr 2sin42cos)(2)(xyyxyx zxyyxz 2sin42cos)(22(sincos)zxyzz(13)p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法當=/2(15)yx 3zyxz )(2zxz 2 當=7/4(16)yx 3 zyxz )(2yzz 2 (17)xyyx 4)( zxyz 4)(2zxyzz 當= 可見，求解6個原巖應力分量，只需選取上面其中6方程即可。孔壁應變法只打一個鉆孔就可以確定一點的應力狀態。p6.4.3 應力解除法-孔壁應變法孔壁應變法聲發射聲發射巖石受外荷載作用，其內部儲存的應變能因微裂隙產生

32、和發展而快速釋放，從而產生彈性波，發出聲響，稱為聲發射。凱澤效應凱澤效應 1950年，德國人J.Kasiser發現多晶金屬的應力從其歷史最高點水平釋放后，再重新加載，當應力未達到先前最大應力值時，很少有聲發射產生，而當應力達到和超過歷史最高水平后，則大量產生聲發射，這一現象稱為凱澤效應。p6.4.4 應力恢復法應力恢復法p6.4.5 聲發射法聲發射法凱澤點凱澤點從很少產生聲發射到大量產生聲發射的轉折點稱為凱澤點，該點對應的應力即為材料先前受到的最大應力。 巖石也具有聲發射現象。 凱澤效應為巖石應力測量提供了途經。即從原巖中取樣沿6個不同方向制備試件（每個方向試件為1525塊）加壓測試凱澤點計算

33、地應力。注意：聲發射法測定的為巖體先前受到的最大應力，而非現今地應力。研究高地應力問題的必要性：研究高地應力問題的必要性：研究高地應力本身就是巖石力學的基本任務。巖體的本構關系、破壞準則以及巖體中應力傳播規律都要受到地應力大小的變化而變化。隨著采礦深度的增加，我國中西部的開發，尤其是水電工程建設，在高地應力地區出現特殊的地壓現象，給巖體工程穩定問題提出了新課題。6.5 高地應力地區的主要巖體力學問題 6.5.1 高應力區判別準則和高地應力現象 高應力判別準則高應力判別準則 目前國際國內無統一的標準。 國內一般巖體工程以初始地應力在20-30MPa為高地應力(大于800米深)。 不同巖石彈性模量

34、不同，巖石的儲能性能不同，地應力也不同，高地應力是相對于圍巖強度而言的。 高應力為一相對概念，埋深大不一定存在高應力問題，埋深小可能存在高應力問題。當圍巖內部最大應力與圍巖強度比值達到一定水平時，才能稱為高應力，即： 極高地應力高地應力一般地應力法國隧道協會4我國工程巖體分級基準（GB50218-94）7日本新奧法指南19966日本仲野分級4maxbR圍巖強度比高初始地應力巖體在開挖中出現的主要現象 應力情況主要現象強度比極高應力硬質巖：開挖過程有巖爆產生，有巖塊彈出，硐室發生剝離，新生裂縫多，成洞性差，基坑開挖有剝離現象，成型性差。軟質巖：巖芯有餅化現象，開挖工程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發生大位移，持續時間長。不易成洞，基坑發生顯著隆起或剝離，不易成形。4高應力硬質巖：開挖過程中可能出現巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現象，新生裂紋增多，成洞性較差，基坑時有剝離現象，成形性一般尚可。軟質巖：巖芯時有餅化現象，開挖工程中洞壁巖體位移顯著，持續時間長，成洞性差?；訒r有隆起現象，成形性較差。4-7高地應力現象高地應力現象巖芯餅化現象：是一種巖體力學現象，高地應力區所特有的