岩体是在地质历史过程中形成的,己经经受过变形和破坏,具有一定物质成分和结构并赋存于一定地质环境中的地质体。经历了长期的建造和改造作用后,岩体具有复杂的性态并处于复杂的环境场(应力场、渗流场和温度场)之中,在人类工程经济活动之前,己处于相对的稳态平衡。就岩体而言,应力场和渗流场具有双重性特征,它们既是岩体的有机组成部分,又是岩体的赋存环境,但通常仅作为赋存环境对待。作为赋存环境,地下水可以与岩体中的物质咬岩石和结构面充填物)发生长期的水岩作用,致使岩体约力学性能降低;另一方面,地下水产生的动水压力和静水压力作用,影响和改变着岩体的应力场状态。岩体力学研究表明,温度影响着岩石的变形、强度和破坏特征;同时,温度的变化以及岩体内不同部位的温度差,也会产生应力(温度应力)或者引起原有应力状态的改变。总之,渗流场和温度场对岩体的作用,一是物理化学作用,引起岩体物理、力学性质的改变,二是力学作用,导致岩体应力场的改变,因此,其作用均可分别归于岩体的物理力学性质和应力场之中。基于此,可认为岩体的环境场主要是应力场,尤其在不进行三场(应力场、渗流场、温度场耦合分析时。 /aP`|&G,)
一般认为,地应力主要来源于岩体的自重应力和水平构造应力,此外有的学者认为地应力尚存在温度应力、渗流应力、封闭应力、构造剥蚀残余应力和侵入挤压应力等其它来源。地应力的研究方法有地质力学分析、地应力实测和数值计算(如应力函数趋势分析、数学回归分析、有限元回归分析、有限元拟合分析、有限元反演分析、试算法等)。许多学者运用这些方法,对全球应力场、区域应力场、局部应力场进行了大量的研究。研究表明,全球应力场和大区域地应力场是在时间上和空间上相对稳定的非稳定场,而对于小区域(尤其是工程岩体原岩应力场)的应力场分布特征和规律,明显受制于大区域应力场,显示出相对的不均匀性。区域应力场的分布规律受多种因素的影响,如构造运动、地形地貌、构造剥蚀或沉积、岩性分布等:而局部应力则更容易受到局部因素的影响(地形地貌、河流走向、岩体结构特征等) 。