地应力及其分布规律
第三章 地应力的工程地质研究
3.1.2 岩体应力的一些基本概念 地壳岩体内的天然应力状态，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，常称为天然应力或初 始应力。 人类从事工程活动，在岩体天然应力场内，因 挖除部分岩体或增加结构面而引起的应力，称为感 生应力。
3.2 我国地应力场的空间分布特点及变化规律
3.2.1 地应力场的空间分布及其与板块运动的关系
1、我国地应力场的空间分布特点
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。
2、 地应力场的形成与板块运动的关系
b.饼状岩心是钻进过程中差异卸荷回弹的产物， 破裂主要发生在一定高度的岩心根部，是由拉张和复 合机制导致的。 c.饼状岩心的产生需具备特定的岩体力学条件： 弹性高，储能条件好的岩性条件，如火成岩； 整体块状的岩体结构条件； 高地应力条件，最大主应力在30MPa以上。 (2)钻孔崩落现象： 研究发现，一些钻孔的孔径不是圆的，而呈椭 圆型，长短轴之差可达3-18cm。观察表明，这种孔 径的增大是由于孔壁局部破损崩落所致，即钻孔崩 落。
1.自重应力：
由岩体自重产生的应力为自重应力。 在地表近水平的情况下，重力场在岩体内的某一任 意类形成相当于上覆岩层重量的垂直正应力σz。
σz=γh
（r为岩石的容重；h为该点的埋深.） 由于泊松效应（即侧向膨胀）造成水平正应力
σx=σy=λσz （λ称为岩体的侧压力系数。）
长平煤矿地应力分布规律研究及其应用
合为一体 ，然后实施应力解除。
［ 作者简介］ 张文彬 （９ ６ ） 男 ，山西山阴人 ，工程师 ，主要从事矿山采掘技术及管理工作。 １７ 一 ，
９ ６
张文彬 ：长平煤矿地应力分布 规律研究及其应用
２１ ０ ０年第 ３期
原 岩 应力 测 量 一般 在 煤矿 井 下 的巷道 中进行 ， 应 力钻孔 普遍 采用 在巷道 内以一定 的仰角 向巷道顶
部 分地 区受局 部构造 应力作 用变 得弯 曲 。
主采 ３号煤 层厚 ４ ６ ６ ３ ｍ，含泥 岩 、炭 质 ． ０～ ． ５
泥 岩夹矸 ０～２层 。顶 板 岩 性 一般 为粉 砂岩 、砂质
地应 力是煤 矿井 下采场 、巷道 稳定 性 的主要影
响因素 ，地 应力 的大小 、方 向直接 决定 围岩开挖 后 的变 形 和支 护 体 … 受 力 状 态 ；作用 于 围 岩 的 载 荷
除地 应力外 ，还有 采掘 活动 引起 的次 生应 力 ，这 是
分为 ３ 大类 ：以测定岩体 中的应变、变形为依据的 力 学法 ，如应 力恢 复法 、应力解 除法 及水压 致裂法 等 ；以测量岩体中声发射 、声波传播规律、电阻率
现场 测试 采 用 澳 大 利 亚 Ｃ ＩＯ Ｉ 应 力 传 感 ＳＲ Ｈ 型 器 ，如 图 １所示 ，Ｃ ＩＯ 应力计 是在 预制 的空心 ＳＲ ＨＩ 环氧树 脂柱 面上 粘贴 ３组 应变 花而 制成 的。在实 际
测量过 程 中 ，将 应力计 推 到安装应 力计 的预定位 置
次维修 支护 ，影响 回采工 作 的顺 利推 进 。为 了摸 清
应力解 除法 。 １ １ 地应 力测试 方 法及设备 ．
石油工程岩石力学-地应力
平地应力方位
地应力纵向分布规律计算
不同深度，不同性质的地层其地应力大小及 非均匀性不同，即地应力不是随井深增加而 线性增大，对不同地层要分层计算地应力。
地应力主要来自于上覆岩层的自重及地质构 造运动产生的构造应力，用公式表示为：
H
H
H
T
地应力纵向分布规律计算
hmin
HMAX >> v > hmin
第二节 地应力的测量方法
垂直主应力的求取：
垂直地应力是由重力作用产生的（岩石的重量）； 在任意深度，垂直地应力等于上覆岩层压力：
v = gz （密度×重力加速度×深度） 通常垂直地应力通过对密度测井数据积分获得； 在海上钻井要包含泥线以上海水产生的压力；
B A
C
largely unfractured shale
static basal sheet
compression
四、进行地应力研究的意义：
是所有地质力学问题中重要的初始条件； 是勘探、钻井及油藏等石油工程的重要参数； 是钻井工程中井壁稳定分析的重要参数； 是采油工程中出砂防砂分析的重要参数； 是油气层增产改造措施制定的重要参数；
直井井眼周围地层应力状态
由水平最大地应力 H所引起的井周应力分布
r
H 2
(1
R2 r2 )
H 2
(1
3R 4 r4
4R2 r 2 ) cos2
H 2
(1
R2 r2
)
H 2
(1
3R 4 r4
) cos2
r
H 2
(1
3R 4 r4
2R2 r2
) sin 2
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术近年来，深井巷道围岩塌陷事故频发，给煤矿生产带来了极大的危害和损失。
为了保证井下工作人员的安全和煤矿的正常生产，对于深井巷道围岩的应力分布规律的测试和控制技术的研究变得十分重要。
本文将从测试方法和控制技术两方面探讨深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术。
一、测试方法1、钻孔法钻孔法是最常用的测试深井巷道围岩地应力分布规律的方法。
通过在围岩中钻一定深度的孔洞，测定围岩中不同深度的应力值，从而得出围岩的应力分布规律。
钻孔法不仅测试精度高，而且速度快，对立即掌握围岩应力情况十分有利。
如果要求精度更高，还可以使用测微计、电测点等设备辅助测量。
2、红外线法红外线法是一种非接触式的测试方法。
通过使用红外线扫描仪和热像仪来记录巷道围岩的温度分布，进而测定围岩中的热应力分布，从而推导得出围岩地应力分布规律。
该方法测试过程不需要人员进入巷道，减少了工作人员的安全风险。
但是，由于围岩的温度变化受到许多因素（如气流、地温、水温等）的干扰，该方法的测试精度相对较低。
3、衬砌变形法衬砌变形法是一种通过测定巷道内衬砌的变形情况，推导出围岩地应力分布规律的方法。
该方法依靠衬砌的弹性形变来估计围岩的应力状态。
衬砌变形法能够实时监测巷道围岩变形，尤其在有活动性煤层的支护工程中有重要的应用价值。
二、控制技术1、钢丝网隧道衬砌支护技术钢丝网隧道衬砌支护技术首先在巷道壁上铺设钢筋网，然后注入混凝土，形成固定的隧道衬砌。
该技术能够承受较大的围岩应力，大幅度提高了巷道的承载能力。
2、岩石锚杆加固技术岩石锚杆加固技术是指将钢筋或钢板插入巷道围岩中，然后将锚杆和巷道围岩胶接固定。
该方法可承受恶劣环境下的巷道围岩应力，延长了巷道使用寿命。
3、压力释放技术压力释放技术是通过钻孔工程在巷道围岩中开凿孔洞，将压力释放到较低的地层，以实现围岩的松弛减压。
该方法在一定程度上缓解了巷道围岩应力，有效预防了围岩坍塌。
4-地应力及其测量解析
e) 对地应力的传统认识有误。
1912年A.Heim h v H
1926年A.H.Динник
h
H 1
20世纪50年代N.Hast实测发现存在于地壳 上部的最大主应力方向接近水平的，而且 最大水平主应力一般为垂直应力的1～2倍， 甚至更多。
6
4.1.3 地应力的成因
1）地幔热对流
• 硅镁质组成的地幔因高温，上 下对流、蠕动，深部地幔上升 到顶部时变成2股方向相反的 平流：与反向平流相遇，转为 下降流进入深部，形成封闭的 循环体系。
Pb0 Pb0
Ps
Ps
Ps0
Ps
Ps0
Ps
P0
P0 ④Ps0-关闭压力
⑤Pb0-重张压力
图 压裂过程泵压变化及特征压力
36
• 各特征压力的物理意义 ①P0-岩体内孔隙水压力或地下水压力 ②Pb-注入钻孔内液压将孔壁压裂的初始压裂压力 ③Ps-液体进入岩体内连续的将岩体劈裂的液压，称为稳定开
裂压力 ④Ps0-关泵后压力表上保持的压力，称为关闭压力。如围岩
y 1 sin
z 1 sin
17
（4）当松散介质有一定粘聚力时 (c>0 )
侧压力为：
x
H
1 sin 1 sin
2c cos 1 sin
18
注：当 x 0
说明无侧压力
x 0
无侧压力深度
HO
2C cos
1 sin
19
5)地质构造应力
20
5)地质构造应力
Fujianshanghang，
平均水平应力 K 垂直应力
K 1500 0.5 Z
K 100 0.3 Z
4.4 高地应力地区的主要岩石力学问题
不同地应力下巷道应力分布规律的数值分析
（1）模型尺寸及模拟材料的选取。根据相似理论，模型设 计尺寸长×高×宽=300mm×300mm×100mm，矩形巷道断面尺 寸长×高=40mm×30mm，高跨比 0.75，模型边界条件为 3~4 倍巷 道宽度，竖向模拟地应力的大小，模型两侧采用刚性约束，模 拟不同强度巷道围岩的应力-应变分布规律。
模型材料配比分别为：水泥∶砂子=1∶1、1∶3、1∶5，相对应 的强度等级分别为 54MPa、31MPa、17MPa。
2 不同形状巷道应力分布规律 2.1 半圆拱形巷道
2.2.1 半圆拱形巷道的数值模拟试验描述 （1）试验条件。对于大多数岩体，它可以被看作是一种弹
塑 性 介 质 。 在 一 定 的 应 力 水 平 下 ，它 将 表 现 出 线 弹 性 的 特 征。如果你超过这个限制，它就是弹性塑料。然而，对于大多 数脆性岩石来说，它们所反映的应力和应变曲线都非常小。 在岩石本身脆弱之前，岩石本身可以被看作是近线弹性。本 文研究了岩石的应力分布，假定岩石是各向同性的，连续的和 均匀的。在此基础上，采用有限元方法进行数值分析。采用 数值模拟软件，根据平面应变原理建立巷道模型。假设原岩 在垂直方向上的应力值为 1,原岩上的侧压系数 λ 可以依次取 值：0.2、0.4、0.6、一直到 2.4。处于不同的三侧压系数的作用情 况下，可以很容易的对巷道围岩上的每一个重要点上的应力 进行推测,然后从其中得出应力与侧压系数之间的变化规律。
煤层气参数井地应力测试及其分布规律研究
ｄｏ ｉ ：１ ０ ．１ １ ７ ９ ９ ／ｅ ｅ ２ ０１ ３１ ２ ０ ２ ２
炭
工
程
２ ０ １ ３年第 ｌ ２期
煤层 气 参 数 井 地 应 力测 试 及 其 分布 规律 研 究
代 志旭 ， 吕有 厂
（ 中国平煤 神马集 团能源化工研究 院，河南 平顶山 ４ ６ ７ ０ ０ ０ ）
为２ １ ５ 。～ ２ ５ ０ 。 ，倾 角 １ ０ 。一 ３ ５ 。 。 由于 井 田北 东 边 界 接 近 于
襄郏背斜轴部 ，其主体上受襄郏背斜 构造 的影 响更 为重要 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ７— ０ ５
缝逐渐 闭合 ，当裂缝处 于临界 闭合状 态时 ，裂 缝 内的流体
２ 地应 力测试 原理 及设 备
２ ． １ 测 试 原 理 采用水力压裂法 进行 地应力测 量 ，利用 膨胀封 隔器 在 预定的深 度封 隔井 筒一 段 ，使测 试 煤层 与上 部井 筒 隔开 。 然后 向测试煤层高 压注入 流体直 至孔 壁煤层 发生破 裂 ，从 而在孔壁周 围煤层 中诱发 形成水 力裂缝 。根据 能量最低 原 理 ，裂缝起裂后 总是沿着 垂直最 小主应 力 的方 向扩 展 ，当
煤矿井下 进 行地 应 力测 量 ，从 测试 仪 器 、测 试方 法 、 现场操作都 已趋 于成熟 。但 是 ，得 到代 表性 测量 区域 的地 应力值仍然 比较 困难 Ｊ ，除合理选 取测 点外 ，测量 技术 也 十分重要 。 目前普 遍应 用 的测 量技 术是 井 下水力 压 裂 法。 水力压裂地应力测量法 不仅 是 国际岩石力 学专业 委员会 指 定 的测量原地应力 的方 法之一 ，而 且也是 目前深 部地应 力
闭合压力（ Ｐ ） 、破裂压力梯 度及 闭合 压力梯度 等煤 储层参 数 ，同时分析受 采动 影响原 始地应力 的变 化规 律。三个测
地应力计算
6.2 地应力的成因及分布特点
当然，仅对正在发生断裂或发生过微断裂的地区，滑移方向与主应力 方向才有这种简单的关系。 在统一的构造应力场作用下，引起平面上地应力方位变化的主要原因
是地层力学性质的非均匀性，其中断层的存在影响最大。
1 、平均来看，断层上的绝对应力值比外围地层低。 岩体断裂本质是一种能量耗散和应力重新分布的过程，水平主应力和 最大水平剪应力随离断层距离的增加而增加，断层上的绝对应力值比外围 地层低。 2 、断层周围产生应力集中，使断层附加应力分布发生较大改变。 每条断层不仅影响各自周围的应力分布，而且彼此还互相影响。断层
第6章 地应力测量及计算
6.1 概述 6.1 地应力的成因及分布特点
6.2 地应力的测量
6.3 地应力场的模拟计算
6.4 孔隙压力的变化对对地应力的影响
6.5 油田开发动态应力场的模拟方法
1
6.1 概 述
一、基本概念
原地应力(in site stresses )：指钻井（drilling ）、油气开采
6.2 地应力的成因及分布特点
地应力是在漫长的地质历史时期形成的，其影响因素较多，分布规 律比较复杂。在我国，依据已积累的资料，对油田地应力的分布规律有 以下认识。
一）地质构造对地应力的影响
1 、局部应力场与区域构造应力场的关系
中国大陆板块受到外部两个板块的推挤，即印度板块每年以5cm的速
度推挤和太平洋板块每年以数厘米的速度推挤，同时受到西伯利亚和菲 律宾板块的约束。在这样的边界条件下，板块发生变形。据陈宗基的分
汇交的方式对断层周围的应力有较大影响，断层汇而不交的地区和端点附
近尤其是汇而不交的区域应力值较高，同时应力的大小及方向变化较大。
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地应力及其分布规律1 、地应力的基本概念地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。
广义上也指地球体内的应力。
它包括由地热﹑重力﹑地球自转速度变化及其他因素产生的应力。
地应力是各种岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力；是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析，实现开挖设计和决策科学化的必要前提条件。
此外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具有重要意义。
2、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。
当前的地应力状态主要由最近的一次构造运动所控制，但也与历史上的构造运动有关。
由于亿万年来，地球经历了无数次大大小小的构造运动，各次构造运动的应力场也经过多次的叠加、牵引和改造，另外，地应力场还受到其他多种因素的影响，造成地应力状态的复杂性和多变性，地应力成因之一：地幔热对流（图1、图2）地应力成因之一：板块边界受压（图3）地应力成因之一：岩浆浸入（图4）3、地应力的影响因素地壳深层岩体地应力分布复杂多变，造成这种现象的根本原因在于地应力的多来源性和多因素影响，但主要还是由岩体自重、地质构造运动和剥蚀决定。
1)岩体自重的影响岩体应力的大小等于其上覆岩体自重，研究表明：在地球深部的岩体的地应力分布基本一致。
但在初始地应力的研究中人们发现，岩体初始应力场的形成因素众多，剥蚀作用难以合理考虑，在常规的反演分析中，通常只考虑岩体自重和地质构造运动2)地形地貌和剥蚀作用对地应力的影响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。
3)构造运动对地应力的影响在地壳深层岩体，其地应力分布要复杂很多，此时由于构造运动引起的地应力对地应力的大小起决定性的控制作用。
研究表明：岩体的应力状态，一般其铅垂应力分量是由其上覆岩体自重产生的，而水平应力分量则主要由构造应力所控制，其大小比铅垂应力要大得多。
4)岩体的物理力学性质的影响从能量的角度看，地应力其实是一个能量的积聚和释放的过程。
因为岩石中地应力的大小必然受到岩石强度的限制，可以说，在相同的地质构造中。
地应力的大小是岩性因素的函数，弹性强度较大的岩体有利于地应力的积累，所以地震和岩爆容易发生在这些部位,而塑性岩体因容易变形而不利于应力的积累。
5)水、温度对地应力的影响地下水对岩体地应力的大小具有显著的影响，岩体中包含有节理、裂隙等不连通层面，这些裂隙面里又往往含有水，地下水的存在使岩石孔隙中产生孔隙水压力，这些孔隙水压力与岩石骨架的应力共同组成岩体的地应力。
温度对地应力的影响主要体现在地温梯度和岩体局部受温度的影响两个方面。
由于地温梯度而产生的地温应力，岩体的温度应力场为静压力场，可以与自重应力场进行代数迭加，如果岩体局部寒热不均，就会产生收缩和膨胀，导致岩体内部产生应力。
4、地应力的分布规律1) 地应力是一个相对稳定性的非稳定应力场，且是时间和空间的函数三个主应力的大小和方向是随着空间和时间变化的，因而它是个非均匀的应力场。
地应力在空间上的变化，从小范围来看，其变化是很明显的；但就某个地区整体而言，变化不大。
如我国华北地区，北西到近于东西的主压应力。
在某些地震活跃的地区，地应力大小和方向是随时间的变化也是非常明显的，在地震前，处于应力积累阶段，应力值不断升高，而地震时，集中的应力得到释放，应力值突然大幅度下降。
主应力方向在地震发生时会发生明显改变，震后一段时间又恢复到震前状态。
2) 实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量E. Hoek 和E.T. Brown 总结出的实测垂直应力随深度H 变化的规律。
在深度为25~2700m 范围内，实测垂直应力呈线性增长。
在埋深小于1000m 时，测量值与预测值可能差别很大，有的甚至相差达到5倍，因此这个方程可以很好地估算出所有应力测量值的均值，但绝对不能用它来得到任一特定位置处的准确值，因此最好是测量而不是估算来确定垂直应力分量。
部分地区垂直应力与埋深的关系（图5）3) 水平应力普遍大于垂直应力实测资料表明，几乎所有地区均有两个主应力位于水平或接近水平的平面内，其与水平面的夹角一般不大于30度，最大水平主应力普遍垂直应力，两者之比一般为0.5~5.5，在很大情况下都大于2。
总结目前全世界地应力实测结果，得出σh,max/σv 之值一般为0.5~5.0，大多数为0.8~1.5。
这说明，垂直应力在多数情况下为最小主应力，在少数情况下为中间主应力，极个别情况下为最大主应力。
4) 平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小E. Hoek 和E.T. Brown 研究了世界各地116个现场地应力测量资料，平均水平应力与垂直应力的比值K 。
v rHσ=部分地区水平应力系数与埋深的关系（图6）5) 最大水平主应力与最小水平主应力也随深度呈线性增长关系6) 最大水平主应力与最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性7) 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最大主应力在谷底或河床中心近于水平，而在两岸岸坡则向谷底或河床倾斜，并大致与坡面平行（图7）10015000.30.5K H H+≤≤+本预览：第六章巷道矿压显现规律第一节巷道围岩应力及变形规律一、受采动影响巷道的围岩应力（一）原岩体内掘进巷道引起的围岩应力双向等压原岩应力场内圆形巷道围岩应力分布如图6-1所示。
如果围岩应力大于岩体强度，巷道围岩会产生塑性变形，从巷道周边向围岩深处扩展到一定范围，出现塑性变形区，为弹塑性介质。
巷道围岩应力分布如图6-2所示。
图6-1 圆形巷道围岩弹性变形应力分布图6-2 圆形巷道围岩塑性变形区及应力分布p—原始应力；σt—切向应力；σr—径向应力；pI—支护阻力；r—巷道半径；R—塑性区半径；A—破裂区；B—塑性区；C—弹性区；D—原始应力区在各向等压条件下，圆形巷道塑性区半径R和周边位移u的计算式为：P C ctg1sin R r0P C ctg iu1sin1sin2sin（6-1）1sin2sini （6-2）式中P─原岩应力；PI ─支护阻力；r0 ──圆形巷道半径；Φ─围岩的内摩擦角；C─围岩的粘聚力；G─剪切弹性模数。
①巷道的周边位移随巷道所在位置原岩应力的增大，呈指教函数关系迅速增长；指数的大小取决于φ的变化，φ值越小，指数越大，u值增长愈迅速。
②巷道的塑性区半径R和周边位移u随内摩擦角φ和粘聚力C的减小，即围岩强度降低，显著增大。
（二）回采工作面周围支承压力分布采空区四周形成支承压力带（图6-3）。
工作面前方形成超前支承压力，它随着工作面推进而向前移动，称为移动性支承压力或临时支承压力。
工作面沿倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支承压力，在工作面采过一段时间后，不再发生明显变化，称为固定性支承压力或残余支承压力。
回采工作面推过一定距离后，采空区上覆岩层活动将趋于稳定，采空区内某些地带冒落矸石被逐渐压实，使上部未冒落岩层在不同程度上重新得到支承。
因此，在距工作面一定距离的采空区内，也可能出现较小的支承压力，称为采空区支承压力。
r0sin P C ctg1sin1sin2G P C ctg2sin本预览：图6-3 采空区应力重新分布概貌1—工作面前方超前支承压力；2、3—工作面倾斜、图6-4 煤层凸出角处叠加支承压力仰斜方向残余支承压力；4—工作面后方采空区支承压力支承压力的显现特征通过支承压力分布范围、分布形式和应力峰值表示。
应力增高系数K是支承压力峰值与原岩垂直应力的比值；支承压力分布参数有：煤体边缘的破裂区宽度0，塑性区宽度（支承压力峰值距离）x0，支承压力的影响距离x1。
目前，上述参数主要由现场实测取得。
工作面超前支承压力峰值位置距煤壁一般为4～8m，相当2～3.5倍回采高度。
影响范围为40～60m，少数可达60～80m，应力增高系数为2.5～3。
工作面倾斜方向固定性支承压力影响范围一般为15～30m，少数可达35～40 m，支承压力峰值位置距煤壁一般为15～20m，应力增高系数为2～3。
采空区支承压力应力增高系数通常小于1，个别情况下达到1.3。
相邻的采空区所形成的支承压力会在某些地点发生相互叠加，称为叠合支承压力。
上区段采空区形成的残余支承压力与下区段工作面超前支承压力叠加，在煤层向采空区凸出的拐角，形成很高的叠合支承压力，应力增高系数可达5～7，有时甚至更高(图6-4)。
（三）采动引起的底板岩层应力分布图6-5a为一侧采空煤体，作用于煤体上的支承压力近似三角形分布，应力增高系数为3。
图6-5 b、图6-5 c均为两侧采空煤柱，煤柱宽度分别为B和2B，B一般等于工作面超前支承压力影响范围。
作用于煤柱上的支承压力分别呈钟形和马鞍形分布，应力增高系数分别为5和3.5。
xa b c图6-5 三种典型的煤柱载荷作用下底板岩层的应力分布a—一侧采空煤体；b—两侧采空煤柱（宽度为B），呈均布载荷；c—两侧采空煤柱（宽度为2B），呈马鞍形载荷。
①一侧采空煤体及两侧采空、宽度较大的煤柱，作用于煤层上的支承压力的影响深度约为1.5～2B；两侧采空、宽度较小的煤柱，作用于煤柱上的支承压力的影响深度约为3～4B。
②两侧采空、宽度较小的煤柱，底板岩层内同一水平面上σZ以煤柱中心线处最大。
一侧采空煤体，底板岩层内同一水平面上σZ最大值在煤体下方，距采空区边缘数米处。
两侧已采、宽度较大的煤柱下，底板岩层内同一水平面上σZ以煤柱中心线处较小，靠近煤柱边缘出现峰值。
③无论在何种形式煤层载荷作用下，底板岩层内应力分布都呈扩展状态，数值等于自重应力值的等值线与煤柱边缘垂线的夹角为影响角ψ，ψ一般为300～400。
二、构造应力对巷道稳定性的影响构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。
构造应力包括地质构造发生过程中，在地下岩体内所产生的应力；以及已结束的地质构造运动残留于岩体内部的应力。
程角度看，古构造应力、新构造应力和在岩石生成过程中形成的结构内应力都属于构造应力。