初始應力

初始應力，即原岩應力、天然應力，在地質學中通常被稱為“地應力”，是岩體處於天然產狀條件下所具有的內應力。包括自重應力，構造應力，岩石遇水後引起的膨脹應力，溫度變化引起的溫度應力，結晶作用、變質作用、沉積作用、固結作用、脫水作用所引起的應力，岩石不連續引起的自重應力波動等。其中主要是自重應力和構造應力。

初始應力主要影響地下硐室圍岩的應力重分布、圍岩的變形和穩定性、山岩壓力的大小、岩坡和岩基的穩定性，是工程設計中必不可少的原始資料，一般應通過現場測量的方法（如應力解除法）來測定。工程中近似計算時，往往用自重應力代替。在空間的分布狀態稱“原岩應力場”或“初始應力場”。

基本介紹

• 中文名：初始應力
• 外文名：Initial stress
• 定義：岩體處於天然產狀條件下的內應力
• 別稱：原岩應力、天然應力、地應力
• 主要包括：自重應力和構造應力
• 測定方法：現場測量（如應力解除法）

基本概念

初始應力，即原岩應力、天然應力，在地質學中通常被稱為“地應力”，是岩體處於天然產狀條件下所具有的內應力。包括自重應力，構造應力，岩石遇水後引起的膨脹應力，溫度變化引起的溫度應力，結晶作用、變質作用、沉積作用、固結作用、脫水作用所引起的應力，岩石不連續引起的自重應力波動等。其中主要是自重應力和構造應力。

主要影響及測定方法

初始應力主要影響地下硐室圍岩的應力重分布、圍岩的變形和穩定性、山岩壓力的大小、岩坡和岩基的穩定性，是工程設計中必不可少的原始資料，一般應通過現場測量的方法（如應力解除法）來測定。工程中近似計算時，往往用自重應力代替。在空間的分布狀態稱“原岩應力場”或“初始應力場”。

初始應力對應力波傳播及塊體運動規律的影響

初始應力的存在使岩體內部的結構面力學效應消失，導致結構破壞機制轉化，改善岩體力學性質。同時，地應力的存在使深部岩體具有儲能特徵，當爆炸擾動足夠大時，會伴隨著能量的釋放。所以，對於一般的淺埋爆炸，在求解自由場應力建立方程時通常不考慮地應力的影響，而爆炸埋深較大時，考慮和不考慮由岩石自重而引起的初始應力會使計算結果產生一定的偏差，這種影響在淺埋爆炸時意義不是很大，而對於深部岩體中應力波傳播和塊體運動規律的研究具有很重要的意義。

在低應力下，岩石中的彈性波速隨壓力增大而增加迅速，增大的梯度在低應力下較高，在高應力下趨於一常數值。有效應力對波速的影響主要由孔隙空間減少和顆粒接觸剛度增大引起。

當初始應力增大時，相同距離處的徑向應力峰值和位移峰值會降低，而且衰減較快，波形變窄。速度峰值會在初始時刻發生一定的波動，隨著計算時間的增加波形基本趨於相同。

塊體間的相對位移與初始應力的大小成反比，在離爆炸較近的區域，塊體運動參數與地應力的大小有較小的依賴關係，隨著比距離的增加，地應力的影響變得明顯。