《岩石力学》地应力及其测量
岩体力学05-地应力及其测量讲述
ub
uc
1 2
(ua
ub)2
(ub
uc)2
(uc
ua)2
tg2
2ua
3(ub uc） (ub uc）
③测量步骤： 选点、钻孔：130mm ，深
度一般小于30m ; 在孔底打一测量孔：36mm，
深度一般50cm，并洗干净； 安装应变计：并与应变仪连接，
h min
A
A
h max
假设：
天然应力为水平应力场，其铅直应力v=gz
假设在均质、各向同性、连续的线弹性岩体中 的一
个小圆孔。作用应力为h,max、h,min，根据弹性理论 中的柯西解，未加水压力时，A点的应力为：
A=3h,min-h,max
在水压力作用下，孔壁产生拉裂破坏的条件为:
第六章 地应力及其测量
一、地应力的概念及研究意义 二、地应力成因及分布的一般规律 三、地应力测量的基本原理及方法
地应 力确 定方
法
自重应力理论
天然应力测量 大地水准测量
地变形量测
三角网测量
GPS测量 地震震源机制解
一、根据自重应力理论确定岩体中的天然应力 适用于：地质构造简单、地层平缓、当地侵蚀基 准面稳定
以东经100～105o为界分东西两区。 强度上：西强东弱（西高东低） 方向上：西： NNE-SSW为主，东：近E-W。
3．实测垂直应力V基 本上等于上覆岩层的重 量
• 对全世界实测垂 直应力资料的统 计分析，在深度 25~2700m的范围 内，垂直应力呈 线性增长，大致 相当于按平均重 度27kN/m3计算 的应力值H。
岩体地应力及其测量方法综述
岩体地应力及其测量方法综述明有封闭应力的存在。
地形地貌对地应力的影响是复杂的，剥蚀作用对地应力也有显著的影响，剥蚀前，岩体内存在一定数量的垂直应力和水平应力，剥蚀后，垂直应力降低较多，但有一部分来不及释放，仍保留一部分应力数量，而水平应力却释放很少，基本上保留为原来的应力数量，这就导致了岩体内部存在着比现有地层厚度所引起的自重应力还要大很多的应力数值。
应力解除法是岩体应力测量中应用较广的方法。
(2)对于地表剥蚀作用因素是导致常规初始应力反演中重力因子大于1的原因,易达根据地表剥蚀作用对地应力场反演影响的研究成果对此问题做了假定分析。
关键词：地应力，剥蚀作用，应力解除法，重力因子1 地应力的成因及其分类地应力一般是质地壳岩体处在未经人为扰动的天然状态下所具有的内应力，或称初始应力，主要是在重力和构造运动综合作用下形成的应力，有时也包括在岩体的物理、化学变化及岩浆浸入等作用下形成的应力[1]。
1.1 地应力的成因产生地应力的原因是十分复杂的，地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆浸入和地壳非均匀扩容等。
另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。
其中，构造应力场和自重应力场为现今地应力场的主要组成部分[1]。
1.2 地应力的分类地应力按不同起源分为：自重应力、构造应力、剩余应力（卸荷作用在岩体内引起高的水平应力）和变异应力（由岩体的物理状态、化学性质或赋存条件方面的变化而引起的应力）。
值得注意的是剩余应力与残余构造应力是完全不同的：剩余应力不具有方向性，常是x=y；而残余应力引起的高水平应力具方向性，x与y相差较大[2]。
1980年陈宗基曾提出封闭应力的概念。
由于岩石是非均质介质，它的颗粒大小、力学性质及热传导系数等各不相同。
当地壳经受压力或温度变化后，岩石中各种晶体将产生变形。
由于晶体间的摩擦力使其在变形过程中局部将受到阻碍，引起应力积累。
《岩石力学》地应力及其测量
1. 地壳是静止不动的还是变动的？怎样理解岩体的自然平衡状态？答：地壳是变动的。
自然平衡状态是指：岩体中初始应力保持不变的状态。
2. 初始应力、二次应力和应力场的概念。
答：未受影响的应力称为初始应力工程开挖时，受工程开挖影响而形成的应力称为二次应力地应力是关于时间和空间的函数，可以用“场”的概念来描述，称之为地应力场。
3. 何谓海姆假说和金尼克假说？答：海姆首次提出了地应力的概念，并假定地应力是一种静水应力状态，即地壳中任意一点的应力在各个方向上均相等，且等于单位面积上覆岩层的重量，即σℎ=σv=γH金尼克认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量，而侧向应力（水平应力）是泊松效应的结果，其值应为乘以一个修正系数K。
他根据弹性力学理论，认为这个系数等于μ1−μ，即σv=γH，σℎ=μ1−μγH4. 地应力是如何形成的？答：地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。
另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。
5. 什么是岩体的构造应力？构造应力是怎样产生的？土中有无构造应力？为什么？答：岩体中由于地质构造运动引起的应力称为构造应力。
关于构造应力的形成有两种观点：地质力学观点认为是地球自转速度变比的结果；大地构造学说则认为是出于地球冷却收缩、扩张、脉动、对流等引起的，如板块边界作用力。
土中没有构造应力，由于土本身是各向同性介质，不存在地质构造。
6. 试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。
答：由地心引力引起的应力场称为重力应力场，重力应力场是各种应力场中惟一能够计算的应力场。
地壳中任一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量，即σG=γH。
重力应力为垂直方向应力，它是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分，但是垂直应力一般并不完全等于自重应力，因为板块移动，岩浆对流和侵入，岩体非均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。
地应力及其测试技术
地应力及其测试技术1、引言岩体中的应力是岩体稳定性与工程运营必须考虑的因素。
在漫长的地质年代里，地壳始终处于不断运动、变化之中，由此引起构造应力。
引起岩体的应力除了构造应力，还有上覆岩体的自重应力、气温变化引起的温度应力、地震力以及由于结晶作用、变质作用、沉积作用、固结作用、脱水作用所引起的应力等。
这些在人类工程活动之前存在于岩体中的应力，就称为地应力或天然应力。
由于岩体中的地应力分布是及其复杂的，特别是岩体遭受地质构造运动之后应力状态更为复杂，分布规律千变万化。
因此目前对于岩体中地应力的大小以及其分布规律的研究尚缺乏完整系统的理论成果。
尽管近年来很多学者对于地应力的现场测量和理论研究都做了大量的工作，并取得一定的进展。
但是，要达到能够确切掌握岩体中的初始应力大小及其分布规律，目前还有较大的距离。
虽然目前仍难以对岩体中地应力的大小及其分布规律达到确切的掌握，但是地应力状态与岩体稳定性的关系极大，它不仅是决定岩体稳定性的重要因素，而且直接影响各类岩体工程的设计和施工。
在高地应力区所进行的岩体开挖，常常会引起一系列与开挖卸载回弹和应力释放相联系的变形和破坏现象。
在高地应力的脆性岩体开挖时，甚至能发生岩爆现象。
这些不利现象都极大程度上影响着施工和运营安全，因此，岩体地应力状态对工程建设有着重要的意义。
2、地应力的组成及其特点2.1 地应力的组成地应力的组成成分是地应力的来源，它主要来自五个方面，即岩体自重、地质构造运动、地形势、剥蚀作用和封闭应力。
自重应力是地心对岩体的引力。
地质构造运动引起的应力，包括古构造运动应力和新构造运动应力。
前者是地质史上由于构造运动残留于岩体内部的应力，也称为构造残余应力；后者是现今正在形成某种构造体系和构造型式的应力，也是导致当今地震和最新地壳变形的应力。
地形势与剥蚀作用引起的应力仅限于局部的应力场受到影响，例如，高山峡谷或者深切河谷底部的应力往往比较集中；地表剥蚀会使该处地应力的铅垂应力分量降低较多，而水平应力基本保持不变等等。
地应力基本概念及测量方法
地应力基本概念及测量方法应力等因素导致岩体具有初始地应力（或简称地应力）是最具有特色的性质之一。
就岩体工程而言，如不考虑岩体地应力这一要素，就难以进行合理的分析和得出符合实际的结论。
岩体应力天然应力是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，称为岩体天然应力或岩体初始应力，有时也称为地应力。
天然应力构成：岩体自重自重应力构造运动构造应力流体作用静水压力梯度，渗流应力其他（低温、地球化学作用）地壳岩体的天然应力状态与人类的工程活动关系极大，它不仅是决定区域稳定性的重要因素，而且往往对各类建筑物的设计和施工造成直接的影响。
比如，地下空间的开挖必然使围岩应力场和变形场重新分布并引起围岩损伤，严重时导致失稳、垮塌和破坏。
这都是由于在具有初始地应力场的岩体中进行开挖所致，因为这种开挖荷载通常是地下工程问题中的重要荷载。
由此可见，如何测定和评估岩体的地应力，如何合理模拟工程区域的初始地应力场以及正确和合理地计算工程问题中的开挖荷载，是岩石力学与工程问题中不可回避的重要问题。
已有的研究和工程实践表明，浅部地壳应力分布主要有如下的一些基本规律：地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。
实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量。
水平应力普遍大于垂直应力。
平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同。
最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。
最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。
地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大。
高应力区实践表明，在高应力区，地表、地下工程施工期间所进行的岩体开挖工作，往往能在岩体内引起一系列与卸荷回弹和应力释放相联系的变形和破坏现象，其结果是不仅会恶化地基或边坡岩体的工程地质条件，而且作用的本身有时也会对建筑物造成直接的危害。
岩石力学-地应力的测量 直接测量法
测量步骤
3.2直接测量法(水压致裂法)
优缺点
水压致裂测量结果只能确定垂直于钻孔平面内的最大主应力和最 小主应力的大小和方向，所以从原理上讲，它是一种二维应力测量方 法。
原理
3.2直接测量法(水压致裂法)
从弹性力学理论可知，当一个位于无限体中的钻孔受
到无穷远处二维应力场( 1 ， 2)的作用时，离开钻孔端部
一定距离的部位处于平面应变状态。在这些部位，钻孔周 边的应力为
1 2 2(1 2 ) cos 2 r 0
式中， 和 r分别为钻孔周边的切向应力和径向应力； 为周边一点与 1轴的夹角。
Pi 3 2 1 T
原理
3.2直接测量法(水压致裂法)
P
3
水压致裂应力测量原理
如果继续向封隔段注入高压
水，使裂隙进一步扩展，当
裂隙深度达到3倍钻孔直径
时，此处已接近原岩应力状
态，停止加压，保持压力恒
定，将该恒定压力记为Ps,Ps 应和原岩应力相平衡， 即
3.2直接测量法(水压致裂法)
1）打钻孔到准备测量应力的部位，井将钻 孔中待加压段用封隔器密封起来，钻孔直径 与所选用的封隔器的直径相一致。封隔器一 般是充压膨胀式的，充压可用液体，也可用 气体。
2）向二个封隔器的隔离段注射高压水，不 断加大水压，直至孔壁出现开裂，获得初始 开裂压力；然后继续施加水压以扩张裂隙， 当裂隙扩张至3倍直径深度时，关闭高水压 系统，保持水压恒定，此时的应力称为关闭 压力，记为；最后卸压，使裂隙闭合。在整 个加压过程中，同时记录压力-时间曲线图 和流量-时间曲线图，确定Pi，Ps值。
岩石力学---第4章 地应力及其测量
基本概念
次生应力（二次应力）岩体开挖扰动了原岩的
自然平衡状态，使一定范围内的原岩应力发生变化，
变化后的应力称为次生应力或二次应力。
原岩应力≈自重应力＋构造应力
迄今为止，对原岩应力还无法进行较完善的理论计 算，而只能依靠实际测量来建立岩体中初始应力状 态。
1. 地应力定义
地应力: 指岩体在天然状态下所存在的内应力,
第四章 地应力及其测量
基本要求
1．掌握初始应力的概念，了解构造应力的概 念，掌握自重应力的计算方法； 2．了解原岩应力的一般规律及影响原岩应力 分布的因素； 3．了解地应力的实测方法。
本章的重点难点：
1、岩体初始应力场的构成；
2、重力应力场和构造应力场的特点；
3、原岩应力场的分布状态； 4、应力解除法的基本原理。 关键术语：原岩、原岩应力、自重应力、构造应力、 应力解除 要求：1、掌握本课程重点难点内容； 2、了解原岩应力分布状态； 3、了解影响原岩应力分布的因素； 4、熟悉几种应力解除法测试原岩应力的 方法和测试步骤。
三、构造应力场分析
根据岩体变形破坏机理，对构造运动留下的遗 迹（构造形迹）进行分析，以判断构造应力的主应 力方向。 （一）构造形迹的形成机理 1、褶皱形成机理
2、断层和节理的形成机理 断层、节理形成机理有三种：张性的、扭性的、压性的。
（1）张性断层是由于岩体中的张应变超过极限而产生的。这 种断层层面不规则，断层走向与最大主应力方向平行。小的 张性断裂两盘岩石不一定发生错动，称之为张性节理。 （2）压性断层和扭性断层都可用莫尔－库伦理论来解释。
v H
其中，λ为侧压系数
h v
1
1
H
υ－上覆岩层泊松比
5地应力及其测量
间接测量法中，测量和统计岩体中某些与应力有关旳间接物理量旳变化， 经过已知旳公式计算岩体中旳应力值。套孔应力解除法和其他旳应力或应 变解除措施以及地球物理措施等是间接法中较常用旳，其中套孔应力解除 法是目前国内外最普遍采用旳发展较为成熟旳一种地应力测量措施。
地应力测量措施一览表
应力恢复法
应力恢复法是用来直接测定岩体应力大小旳一种测试措施，目前此法仅 用于岩体表层，当已知某岩体中旳主应力方向时，采用本措施较为以便 。
7、原岩应力旳分布规律还受地形、地表剥蚀、风化、 岩体构造特征、岩体力学性质、温度、地下水等原因旳 影响，尤其是地形和断层旳扰动影响最大。
地形：谷底是应力集中部位，最大主应力在谷底或 河床中心近于水平，在岸坡则向谷底或河床倾斜，大致 与坡面平行；
断层和构造面附近是应力降低区，断层端部、拐角 处应力集中区，主应力方向大多平行或垂直于断层走向。
z--深度/m。
温度应力是同深度旳垂直应力旳1/9，并呈静水压力状态。
3、天然应力旳研究历史与研究意义 (1)研究历史
①世界上 :
1878年海姆提出天然应力
1932年，在美国胡佛水坝下旳隧道中，首次成 功地测定了岩体中旳天然应力
到目前天然应力测点遍及全球，有几十万个测 点。大部分是浅部，最深5108米（美国密执安 水压致裂法）。
4）岩体自重应力场
垂直应力： z H
侧压力： x y z
—平均密度，KN/m3
—侧压力系数
H—总深度（m）
图 岩体自重垂直应力
5)地质构造应力
6）地形、地表剥蚀对地应力影响
7）水压力、热应力
a.孔隙水压力、流动水压力(影响小)、静水压力（悬浮作用）
b.一般地温梯度： 3 C /100m 岩体旳体膨胀系 数： 10-，5 岩体弹模E=104MPa；地温梯度引起旳温度应力 约为： T zE 0.03 105 104 zMPa 0.003zMPa
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1. 地壳是静止不动的还是变动的？怎样理解岩体的自然平衡状态？
答：地壳是变动的。
自然平衡状态是指：岩体中初始应力保持不变的状态。
2. 初始应力、二次应力和应力场的概念。
答：未受影响的应力称为初始应力
工程开挖时，受工程开挖影响而形成的应力称为二次应力
地应力是关于时间和空间的函数，可以用“场”的概念来描述，称之为地应力场。
3. 何谓海姆假说和金尼克假说？
答：海姆首次提出了地应力的概念，并假定地应力是一种静水应力状态，即地壳中
任意一点的应力在各个方向上均相等，且等于单位面积上覆岩层的重量，即???= ????=????
金尼克认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量，而侧向应力（水平应力）是泊松效应的结果，其值应为乘以一个修正系数K。
他根据弹性力学理论，认
为这个系数等于??
1-??，即????=????，???=??
1-??
????
4. 地应力是如何形成的？
答：地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。
另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力
场。
5. 什么是岩体的构造应力？构造应力是怎样产生的？土中有无构造应力？为什么？答：岩体中由于地质构造运动引起的应力称为构造应力。
关于构造应力的形成有两种观点：地质力学观点认为是地球自转速度变比的结果；大地构造学说则认为是出于地球冷却收缩、扩张、脉动、对流等引起的，如板
块边界作用力。
土中没有构造应力，由于土本身是各向同性介质，不存在地质构造。
6. 试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。
答：由地心引力引起的应力场称为重力应力场，重力应力场是各种应力场中惟一能
够计算的应力场。
地壳中任一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量，即????=????。
重力应力为垂直方向应力，它是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分，但
是垂直应力一般并不完全等于自重应力，因为板块移动，岩浆对流和侵入，岩体非
均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。
构造应力是由地质构造运动形成的。
当前的构造应力状态主要由最近一次的构
造运动所控制，但也与历史上的构造运动有关。
构造应力主要表现为以水平应力为
主，“在构造应力的作用仅影响地壳上层一定厚度的情况下，水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量。
”
7. 岩体原始应力状态与哪些因素有关？
答：地形地貌；岩体结构；岩石力学性质；地下水。
8. 简述地应力场的分布规律
答：1）地应力场的特性
（1）地应力场是一个以水平应力为主的三向不等压应力场
（2）地应力场是一个具有相对稳定性的非稳定应力场
2）垂直应力的分布规律
在深度为25~~2700m的范围内，????呈线性增长，大致相当于按平均容量??γ等于273kN???-3?计算出来的重力????。
3）水平应力的分布规律
（1）绝大多数情况下，水平主应力之一为最大主应力
（2）水平应力具有明显的各向异性
（3）水平应力随深度呈线性增长关系
4）水平应力与垂直应力的关系
（1）水平应力普遍大于垂直应力
（2）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小
9. 什么是侧压系数？侧压系数能否大于1？从侧压系数值的大小如何说明岩体所处的应力状态？
答：侧压系数是水平应力与垂直应力的比值。
根据弹性力学理论，在计算自重应力场时，K=??
1-??
，泊松比极限值是0.5，原始应力超过一定的极限，岩体就会处于潜塑状态或塑性状态，因而从理论上????????= 1。
但实际上，由于构造应力场的影响，水平应力往往是大于垂直应力的。
10. 何谓高地应力？如何判别高地应力？
答：高地应力是一个相对的概念。
高地应力是相对于围岩强度而言的。
当围岩内部
的最大地应力????????与围岩强度????的比值
围岩强度比=???????? ????
达到某一水平时，才称为高地应力或极高地应力。
11. 有哪些高地应力现象？
答：（1）岩芯饼化现象
（2）岩爆
（3）探洞和地下隧洞的洞壁产生剥离，岩体锤击为嘶哑声并有较大变形
（4）岩质基坑底部隆起、剥离以及回弹错动现象
（5）野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高
12. 简述地应力测量的重要性。
答：（1）科学合理的开挖设计和施工的需要
（2）地应力是影响岩石开挖工程稳定性的重要因素
（3）地应力是岩石工程定量设计计算以及数值模拟分析的需要
（4）地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核
废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究等也都具有重要意义。
13. 地应力测量方法分哪两类？两类的主要区别在哪里？每类包括那些主要测量
技术？
答：直接测量法是由测量仪器直接测量和记录各种应力量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。
在
计算过程中并不涉及不同物理量的换算，不需要知道岩石的物理力学性质和应力应
变关系。
直接测量法主要包括扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法。
间接测量法不是直接测量应力量，而是借助某些传感元件或某些介质，测量和
记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的
密度、渗透性、吸水性、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测
得的间接物理量的变化，通过已知的理论公式或经验公式来计算岩体中的应力值。
因此，在间接测量法中，为了计算应力值，首先必须确定岩体的某些物理力学性质
以及所测物理量与应力的相互关系。
间接测量法又可以分为全应力解除法、局部应力解除法和地球物理方法等三类
方法。
14. 简述套孔应力解除法的基本测量原理和主要测试步骤。
答：1)基本原理：当需要测定岩体中某点的应力状态时，先钻一大孔至该点，然后钻一同心小孔（测量孔）；再通过套钻方式将该处的岩体单元与周围岩体分离，此时岩体单元上所受的应力将被解除并导致该单元体的几何尺寸产生弹性恢复；应用一定的仪器，测定这种弹性恢复引起的测量孔的孔径变形值；如果假定岩体是连续、均质和各向同性的弹性体，则根据孔径变形值就可以借助弹性理论的解答来计算岩体单元所受的应力状态。
2)试验步骤
①钻一个大孔至需要测量岩体应力的部位；
②在大孔底部钻一个同心小孔（测量孔）；
③将探头（测试元件）安装到测量孔中；
④用外径与大孔直径相同的薄壁钻头（岩芯钻）继续延深大孔，从而使测量孔周围的岩芯实现应力解除；
⑤用包括测试探头在内的量测系统测定和记录岩芯由于应力解除引起的测量
孔变形或应变；
⑥计算测量点的应力数值和方向。
15. 根据测试元件的不同，套孔应力解除法可分为哪几种方法？
答：孔径变形法；孔底应变法；孔壁应变法；空心包体应变法；实心包体变形法。
16. 简述水压致裂法的基本测量原理。
答：采用水压致裂系统将钻孔某段封隔起来，并向该段钻孔注入高压水，当水压超
过????=3??2-??1与抗拉强度????之和后，在??=0??处，也即??1所在方位发生孔壁开裂，
然后将水压卸除，使裂隙闭合，然后再重新向封隔段加压，使裂隙重新打开，记压
力为????，则????=3??2-??1-??0。
继续向封隔段注入高压水，使裂隙深度达到3倍钻孔直径时，此处已接近原岩应力状态，记压力为????，则????=??2。
由????=3??2-??1-??0和????=??2即可求得??2,??1。
17. 对水压致裂法的主要优缺点作出评价。
答：优点：设备简单；操作方便；测值直观；测值
代表性大；适应性强。
不足：是主应力方向定得不准。
另外，这种方
法认为初始开裂在垂直于最小主应力的方向发生，
可是如果岩石本来就有层理、节理等弱面存在，那么初始裂隙就由可能沿着弱面发生。
因此这种方法只能用于比较完整的岩石中。
18. 简述应力解除法的基本原理。
答：应力解除法的基本原理如图所示。
岩体中某点的岩石（图中单元体）处于三向压缩状态，假定它呈线弹性变形，并且加卸载曲线重合。
如果用某种方法使其脱离母岩，则其所受的应力得以解除，必然发生弹性恢复。
用仪器测得恢复应变，则为：????=Δ??
??,????=Δ??
??,????=Δ??
??。
然后，利用弹性力学公
式则可计算岩体初始应力。
19. 简述声发射法的主要测试原理。
答：如果从原岩中取回定向的岩石试件，通过对加工的不同方向的岩石试件进行加载声发射试验，测定凯泽点（从很少产生声发射到大量产生声发射的转折点），即可找出每个试件以前所受的最大应力，并进而求出取样点的原始三维应力状态。
20. 哪些地应力测量方法是国际岩石力学学会建议采用的方法？
答：①表面应力测量采用应力恢复法；
②深孔应力测量采用水压致裂法；
③浅孔应力测量采用基于“USBM 型钻孔孔径变形计”的钻孔孔径变形测量法；④基于“CSIR （或CSIRO ）型钻孔三轴应变计”的孔壁应变测量法。