本书基于作者所在团队多年研究和实践成果，结合深部岩体非线性力学行为特征分析，提出了适用于深部岩体地应力的测量方法。本书内容包括：地应力分布的主要特征和当前地应力分布规律研究成果，地应力测量中的岩石非线性表现，考虑岩体非线性行为的应力解除测量方法，考虑时间非线性的地应力测量方法，基于空心包体应变计原理的扰动应力监测技术，现场地应力测量及扰动应力监测实例。本书可作为岩石力学领域相关研究人员及土木工程、铁路工程、公路工程、采矿工程等相关深部工程技术人员的参考书，也可用作研究生教材。

序前言第1章地应力测量方法概述1.1地应力概念1.2地应力测量方法1.2.1水压致裂法1.2.2套孔应力解除法1.2.3非弹性应变恢复法和差应变法1.3地应力分布规律及估算分析第2章地应力测量中的岩石非线性表现2.1岩石的非线弹性模型2.1.1邓肯-张非线弹性模型2.1.2考虑体积模量和剪切模量变化的岩石非线性模型2.2岩石的时间非线性模型2.2.1基本元件2.2.2流变模型2.3岩石的强度非线性2.3.1岩石线性强度理论2.3.2岩石非线性强度理论第3章考虑岩体非线性行为的应力解除测量方法3.1空心包体地应力测量设备3.1.1基于双温度补偿技术的改进型无线式空心包体应变计3.1.2高压双轴加载试验系统3.2考虑岩石非线性的计算方法3.2.1高压围压率定的计算方法3.2.2考虑岩石非线性的空心包体应变计算方法第4章考虑时间非线性的地应力测量方法4.1考虑岩石时间非线性的地应力测量方法概述4.2滞弹性地应力测量方法原理4.2.1滞弹性应变恢复地应力测量方法的理论基础4.2.2滞弹性应变恢复地应力测量方法的计算方法4.3滞弹性地应力测量方法精度的改进4.3.1滞弹性应变数据采集设备4.3.2滞弹性变形参数室内标定试验4.3.3考虑损伤的滞弹性应变辅助分析方法第5章基于空心包体应变计原理的扰动应力监测技术5.1扰动应力监测技术概述5.2基于空心包体应变计原理的扰动应力监测技术5.2.1空心包体监测应变计的改进5.2.2扰动应力监测计算原理5.3岩体扰动应力监测系统室内标定试验研究5.3.1采集系统稳定性测试研究5.3.2高精度温度传感器稳定性室内标定实验5.3.3应变片的温度自补偿性能的标定研究5.3.4基于双温度补偿技术原理的扰动应力采集系统热输出标定5.4边坡岩体扰动应力监测5.4.1长期监测系统在岩体边坡工程中的方案设计5.4.2岩体边坡扰动应力监测系统的构建5.5地下工程扰动应力监测5.5.1长期监测系统在地下工程中的方案设计5.5.2地下工程扰动应力监测系统的构建第6章现场地应力测量及扰动应力监测实例6.1非弹性应变恢复法深部地应力测量实例6.1.1现场时效性试验结果6.1.2测点时效性变形测量结果及分析6.2原位数字化空心包体应变计深部岩体地应力测量实例6.2.1工程概况6.2.2地应力测点布置6.2.3现场地应力测量步骤6.2.4测点地应力数据及分析6.3深部扰动应力监测实例6.3.1工程概况6.3.2扰
动应力测点布置6.3.3现场扰动应力监测步骤6.3.4测点监测数据及分析参考文献

地应力是存在于地层中的未受工程开挖扰动的天然
应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。它
是引起土木工程、采矿工程、石油工程、能源开发等工
程岩体变形和破坏的根本作用力，是确定工程岩体力学
属性、进行工程稳定性分析、工程开挖设计和决策的必
要前提条件。“应力解除法”和“水压致裂法”是目前
国内外最广泛采用的两种地应力测量方法。其中，“应
力解除法”的发展时间最长，技术最为成熟，另一方面
“空心包体应变计法”是应力解除法中测量精度最高的
一种方法，但该方法的测量结果受到环境温度、标定设
备、计算方法的影响和制约。深部岩体赋存地质条件复
杂，岩体本身具有明显的非线性应力解除法地应力测量
的基本原理是通过测量套孔应力解除过程中的钻孔变形
值，计算钻孔周围的原岩应力值，这种计算需要知道一
个关键系数——岩体变形模量。对于线性岩体，变形模
量是一个常数，浅部岩体通常被视为线弹性，因而变形
模量是常数。而深部非线性岩体变形模量不是常数，它
是一个变数，变形模量值与应力水平是相关的。地应力
测量中，根据测量应变值计算应力值时，必须采用与应
力水平相一致的变形模量值。用高应力水平下的变形模
量值计算低应力，或用低应力水平下的变形模量值计算
高应力，都会使计算结果产生很大的误差。在深部地应
力测量中，必须通过各种科学的测量、试验、计算和分
析方法，获取深部测点非线性岩体的定量化应力-应变
非线性关系，为根据应力解除测得的钻孔应变值计算得
到原岩应力值、准确选取与实测应力水平相一致的变形
模量值，提供可靠依据，从而保证地应力测量计算结果
的可靠性和精度。本书作者队伍由本人领导的学术团队
中参加“十三五”国家重点研发计划专项项目“深部动
力灾害演化机制及防控研究”和“十三五”国家重点研
发计划项目“深部地应力环境与灾害动力学”研究的几
位主要成员组成，围绕上述本人提出的深部应力解除法
地应力测量基本原理和关键理论与技术的要点，进行了
大量的研究工作；同时，针对深部复杂的地质和应力环
境条件，为了提高深部地应力测量和所使用的仪器设备
的数字化、自动化和深地数据采集与传输的能力，保证
地应力测量结果的可靠性和准确性，组织研发了原位数
字化、无线传输、双温度补偿、高应力状态现场套孔岩
芯围压率定仪器等新技术，地下岩体应力扰动监测系统
、岩石三轴高压试验舱等深部地应力环境探测新装备。
本书对相关内容进行了详细的介绍，将对未来深部地层
地应力的精确测量发挥积极的作用。中国工程院院士
蔡美峰 于北京