煤层气的开采实际上经历了解吸、扩散、渗流3个连续阶段，首先煤体微孔隙内表面吸附煤层气因孔隙压力降低而解吸，扩散至裂隙中转变为游离态煤层气，然后由于裂隙和钻井井孔之间的压力梯度和煤层气的浓度梯度而产生煤层气渗流，从而游离态气体向井孔移动，最后由井孔抽出。在此过程中，当煤储层压力降至解吸临界压力以下时，解吸量随煤储层压力继续下降而不断增多，从而提高解吸速度；另一方面，在煤层气的运移过程中，随着煤储层压力降低使得煤体发生变形，促进煤体孔隙和裂隙的扩展和延伸，煤层渗透系数增大，进而提高渗流作用效果，因此地应力是影响煤层气解吸、扩散、渗流和产量高低的重要因素。

有效应力是导致煤样变形的重要因素，在加卸载过程中研究有效应力与渗透率及渗透系数的关系可进一步弄清煤层气运移规律，并搞清煤层气运移的主控因素，为煤层气开采提供科学依据。在加载过程中，有效应力也是影响渗透率和渗透系数变化的重要参数，随有效应力减小，渗透率和渗透系数也随之减小，其关系曲线呈正指数减小趋势。在对煤体卸载时，即轴压和孔隙压力减少的过程中，有效应力与渗透率和渗透系数呈抛物线关系，即随轴压和孔隙压力减少，有效应力不断减小，渗透率和渗透系数先减小，后增大。

有效应力一词最初应用于土力学研究，表示土颗粒之间的接触应力（或支撑应力）。1923年，Terzaghi在含水饱和土壤力学特征研究基础上提出有效应力原理，即有效应力等于上层总压力减去孔隙水压力。1941年，Biot在研究三轴压缩力学问题时，发现低渗透性多孔介质（例如岩石）不适合应用Terzaghi原理，提出了修正后的有效应力原理，即有效应力等于上层总压力减去等效孔隙压力；其中，等效孔隙压力等于孔隙压力与等效孔隙压力系数之积，等效系数介于0和1之间。等效系数为1时，就是Terzaghi公式。

在损伤力学中，有效应力是最为基本的概念之一。这一概念可以简单的解释为未受损材料部分的应力。

有效应力，是指土壤在荷载作用下，通过粒间接触面传递的平均法向应力，又叫粒间应力。会引起土体的变形和决定土的抗剪强度。土体的有效应力越大，其抗剪强度也越大。理论上讲，无黏性土（如细砂，粉砂）因振动可能使有效应力降为零，此时，土体发生液化，并处于危险状态。产生有效应力的原因有土体的重力作用和附加应力作用等。

地基计算中必须验算地基的承载力，而地基的承载力实际上是由土的抗剪强度所控制。土的抗剪强度是土的重要力学性质之一，挡土墙和地下结构的土压力，堤坝、基坑以及各类边坡的稳定性也均由土的抗剪强度所控制。所以，土的抗剪强度指标的正确选择和应用对工程实践具有重要意义。

在关于土的抗剪强度计算的相关公式中，如库仑公式、任一截面上的法向应力和剪应力的计算公式、极限平衡条件公式以及破坏面与大主应力作用面间的夹角的计算公式，有效应力强度指标与总应力强度指标不可混用，且公式中有效应力强度指标应与有效应力相对应、总应力强度指标应与总应力相对应。 2100433B

Terzaghi从试验中观察到在饱和土体中土的变形及强度与土体中的有效应力σ′密切相关,并建立了有效应力原理:σ =σ′ μ

式中:σ为平面上法向总应力, kPa; σ′为平面上有效法向应力, kPa; μ为孔隙水压力, kPa。

有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系:当总应力保持不变时,孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。

1.饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′ μ

2.土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。

土体有效应力是土体内由土骨架(土:粒)承担或传递的应力。又称粒间应力，土体有效应力为土单位面积。当土体承受力系时，作用于任意平面上的总应力等于土颗粒骨架之间的有效应力与土体孔隙中流体所承受的孔隙压力之和。