应力场由六个应力分量构成（3个正应力+3个剪应力），主应力轨迹线通过正交曲线簇描述空间分布特征[4] 。主应力按大小排序为σ1>σ2>σ3，其交汇法已成为地震震中预测的重要依据。应力比值R=(σ2−σ3)/(σ1−σ3)量化中间主应力作用，当地壳变形时呈现单轴压缩（R=0）或拉伸（R=1）状态。
岩体自重产生的垂直应力σ_z=∑γ_iH_i，构造运动形成水平方向残余应力[3] 。板块挤压（如青藏高原隆升）、地幔热对流等地球动力学过程主导宏观应力场格局[1] [2] 。封闭应力在岩石塑性变形过程中积累，导致局部应力异常。地温梯度每增加1℃产生约0.04MPa压应力。
全球应力场呈现三维非稳定特征：
垂直应力约为上覆岩层自重，误差范围±25%[1]
水平应力普遍大于垂直应力，华北平原主压应力近东西向[1][2]
断层带附近最大主应力方向与断裂走向呈特定夹角
剥蚀作用产生的非定向水平应力可达自重应力50%
直接测量法：
水压致裂法通过孔壁切向应力计算主应力，适用于深孔测量[3]
声发射法利用凯泽效应确定历史最大应力[3]
间接测量法：
套芯应力解除法通过应变恢复量反演三维应力（1960年代首次应用于大冶铁矿）[1][3]
钻孔变形计法测量孔径变化，需弹性模量参数
理论分析方法：
弹性理论求解受开挖形状、侧压力系数λ影响[4]
有限元数值模拟考虑岩体渗流-应力耦合效应
地下工程稳定性：
初始应力场作为巷道支护设计的边界条件[1][4]
应力重分布导致塑性区扩展，如圆形隧道围岩径向应力σ_r=σ_0(1−a2/r2)+σ_θ(1+a2/r2)[4]
岩爆多发于σ1≥200kg·cm-2的坚硬岩体区[2]
资源勘探开发：
页岩气储层压裂效果受现今应力场控制
低应力比值区（R）指示逆断层型地震风险
地质构造分析：
东非裂谷R=0.6-0.8对应正断层活动
日本海沟R=0.2-0.4反映板块俯冲特征
我国已建立区域地应力数据库：
1962年李四光提出地应力测量理论框架[1][2]
1979年陈宗基团队在秦岭隧道完成三维应力测量[2]
华北克拉通监测网布设超过200个测站[2]
三峡工程采用水压致裂法获取最大水平主应力25MPa[3]