Статья представлена на сайте http://afmgtu.apatity.ru/teaching/geolect1/4l.html
Породные массивы как объекты исследования в геомеханике имеют одну очень существенную особенность по сравнению с объектами, рассматриваемыми в механике вообще или в механике твёрдых деформируемых тел, в частности. До производства работ, т.е. ещё в своём изначальном состоянии они уже находятся в напряжённом состоянии, которое обычно называют естественным или начальным напряжённым состоянием.
Кроме того, глубинные разломы и разрывы земной коры являются теми естественными швами, по которым на протяжении всей геологической истории Земли непрерывно происходили тектонические движения. Вполне очевидно, что если есть движения, то должны быть и силы, их вызывающие. Силы, обусловливающие тектонические движения, называют тектоническими
Исходя из этих положений рассмотрим детальнее напряженное состояние земной коры в целом и верхней ее части, непосредственно являющейся объектом рассмотрения геомеханики.
При этом, в качестве исходного положения примем, что напряженное состояние земной коры в общем случае определяется действием в земной коре двух независимых силовых полей. Одно из них - гравитационное поле - в соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона, другое -тектоническое поле - обусловлено неравномерным распределением в пространстве скоростей тектонических движений и скоростей деформаций земной коры, т. е. наличием градиента тектонических движений
Гравитационное поле согласно закону всемирного тяготения обладает той особенностью, что оно не может быть отделено от материальных тел, его порождающих. Гравитационное поле Земли характеризуется ускорением свободного падения g.
Тектоническое силовое поле отличается от гравитационного значительно большей сложностью. Оно связано с неравномерными распределениями в пространстве скоростей тектонических движений и деформаций земной коры.
Современные движения земной коры по виду и темпу подразделяют на несколько типов:
медленные или вековые движения отдельных участков земной коры, развивающиеся на протяжении, по крайней мере нескольких столетий;
сейсмические колебания - толчки различной силы и длительности, особенно интенсивные и частые в орогенических областях, но охватывающие и области платформ;
периодические колебания, связанные с гравитационным воздействием окружающих Землю космических тел, прежде всего Луны и Солнца (Лунно-Солнечные приливы);
сложные колебания поверхности Земли, связанные с сезонными изменениями метеорологических условий.
Поля тектонических напряжений в настоящее время связывают с первым из указанных типов движений.
Поля тектонических напряжений гораздо менее однородны, чем поля гравитационных напряжений. Их параметры могут значительно изменяться как в пространстве, так и во времени. В частности, изменчивы ориентировка осей главных напряжений и их абсолютные значения. Поскольку в большинстве случаев тектонические напряжения действуют в горизонтальных или близких к ним направлениях, изменение тектонических напряжений по глубине может быть охарактеризовано вертикальным градиентом тектонических сил
Глобальные поля напряжений характерны для крупнейших структур - типа континентов и океанических впадин, т.е. для структурных элементов самого низкого ранга.
Региональные поля напряжений соответствуют следующему типу структурных элементов - литосферным плитам и крупным коровым разломам.
Локальные и частные поля напряжений формируются в структурных блоках меньшего уровня, и, наконец точечные поля соответствуют уровню кристаллических зёрен или, другими словами, структурных неоднородностям самого высшего уровня.