1、围岩的初始地应力场
通常所指的初始应力场泛指硐室开挖前岩体的初始静应力场，它的形成与岩体构造、性质、埋藏条件以及构造运动的历史等有密切关系。在硐室开挖前是客观存在的，在这种应力场中修建硐室就必须了解它的状态及其影响。
岩体的初应力状态与施工引起的附加应力状态是不同的，它对坑道开挖后围岩的应力分布、变形和破坏有着极其重要的影响。可以说，不了解岩体初应力状态就无法对硐室开挖后一系列力学过程和现象作出正确的评价。
2、硐室开挖后的应力场
硐室的开挖，移走了硐室内原来受力的部分岩体，破坏了围岩初始应力场的平衡状态，围岩从相对静止的状态转变为变动的状态。围岩力图达到一个新的平衡，其应力和应变开始一个新的变化运动，运动的结果，使得围岩的应力重新分布并向开挖的硐室空间变形。理论和实验证明，硐室开挖后，解除了部分围岩的约束，在硐室周围初始应力将沿硐室一定范围重新分布，一般情况下，应力状态如图1所示，形成三个区域。
I区域称为低应力区，在有裂隙和破碎的岩石中，或松软围岩中，由于岩体强度小，硐室开挖后，岩体不能承受急剧增大的周边应力而产生塑性变形，使硐室周边的围岩应力松弛而形成一个应力降低的区域，使高应力向岩体深处转移，被扰动的这部分岩体就开始向硐室内变形。变形值超过一定数值，岩体则出现移动、坍塌或处于蠕动状态。
II区域称为高应力区，这一部分岩钵也受到了扰动，在应力重分布的过程中使这个范国内岩体的应力升高，但强度尚未被破坏，实际相当于形成了一个承载环，起到承载的作用。
III区域为原始应为区，距离硐室较远的岩体未受到开挖的影响，仍处于原始的应力状态。
在极坚硬面完整的围岩中，硐室周边应力急剧增高，由于岩体强度大，未形成如松软破碎岩体那种变形过大和开裂坍塌的情况，因而不存在应力降低区，而只有高应力向原始应力过渡的重分布特点，所以往往不需要设置支护结构来提供外加平衡力。换句话说，这种硐室是自稳的。
综上所述，硐室的开挖，破坏了围岩原有的平衡，产生了变形和应力重新分布。但是这种变化发展不是无限的，它总是为了达到新的平衡而处在一种新的应力状态中。
上述分析说明开挖硐室对围岩稳定的影响是较大的，影响的程度视地质条件、硐室形状、施工方法而异。公路硐室设计规范规定，硐室开挖破坏了的岩体的重量就是作用在支护结构上围岩压力的来源。当然，现代硐室施工技术是不会让这种现象自由发展，从爆破手段和初期支护上采取措施，阻止硐室周边岩体过大的变形和坍塌，使围岩成为主要的承载体。
