產生背景
從廣義來理解，圍岩壓力既包括圍岩有支護的情況，也包括圍岩無支護的情況；既包括作用在普通傳統支護，也包括錨噴和壓力灌漿等現代支護的方法中所顯示的力學性質。從狹義來理解，圍岩力是指圍岩作用在支護結構上的壓力。
圍岩壓力人們從開挖洞穴後圍岩變形和坍塌，襯砌或支護產生變形和開裂等現象，逐步認識到圍岩壓力的存在。影響圍岩壓力的因素有：洞室形狀或大小、地質構造、支護型式和剛度、洞室埋深，以及時間因素和施工方法等。圍岩壓力的性質、大小和分布規律是正確進行隧道和洞室支護、結構設計和選擇施工方案的重要依據。洞室開挖前，岩體處在相對靜止狀態，其中任何一點的岩土都受到周圍地層的擠壓，稱為初始應力狀態或一次應力狀態（見岩體中應力）。它是由上復地層自重、地殼運動的構造應力以及地下水流動等因素所決定的。洞室開挖以後，解除了部分圍岩的約束，原始的應力平衡和穩定狀態被破壞，圍岩中出現了應力的重分布，進入二次應力狀態。圍岩向洞室內部空間變形，並力圖達到新的平衡。
基本類型
鬆動壓力
由於開挖而鬆動或坍塌的岩體以重力形式直接作用在支護結構上的壓力稱為鬆動壓力。鬆動壓力按作用在支護上的力的位置不同，分為豎向壓力和側向壓力。
形變壓力
圍岩變形受到支護約束而產生的壓力。除與圍岩應力有關外，還與支護時間及其剛度有關。柔性支護可產生一定位移而使形變壓力減小，宜大力推廣。但需及時設定襯砌，以免圍岩位移過大而形成鬆動壓力，不利於結構受力和正常施工。按圍岩的本構特性（主要指岩土材料的應力-應變關係）和受力程度,可以有彈性、塑性和粘性等不同性質的形變壓力。
鬆動壓力和形變壓力經常同時存在。但以地質條件、支護類型和施工方法等不同而以某一種為主。如在鬆散地層中採用現澆混凝土襯砌而回填不密實時，通常以鬆動壓力為主；及時作柔性的噴錨支護則以形變壓力為主。形變壓力常隨時間推移而逐漸加大，最終才趨於穩定。
膨脹壓力
當岩體具有吸水、應力解除等膨脹性特徵時，由於圍岩膨脹所引起的壓力稱為膨脹壓力。它與變形壓力的基本區別在於它是有吸水、應力解除等膨脹引起的。
衝擊壓力
圍岩產生岩爆或瓦斯突發，在支護結構上產生的動壓力。其特點是衝擊地壓大小與岩爆規模、岩爆強烈程度和支護結構的剛度有關，另外衝擊壓力總體上是一種瞬間壓力。
影響因素
影響圍岩壓力的因素很多，通常分為兩大類。一類是地質因素，它包括原始應力狀態、岩石力學性質、岩體結構面等；另一類是工程因素，它包括施工方法、支護設定時間、支護本身剛度、坑道形狀等。
在隧道開挖過程中，由於受到開挖面的約束，使其附近的圍岩不能立即釋放全部瞬時彈性位移，這種現象稱為開挖面的“空間效應”。如果“空間效應”範圍（一般為1~1.5倍洞跨）內，設定支護就可減少支護前的圍岩位移值。所以採用緊跟開挖面支護的施工方法，可提高圍岩的穩定性。
理論發展
在20世紀20年代以前，主要是古典理論階段。認為作用在支護上的壓力是支護結構上方復蓋岩層的全部重量,如海姆和蘭金理論。其後,出現了各種散體理論，即認為使圍岩塌落拱以內的岩體重量作用於襯砌，如泰爾扎吉和普羅托季亞科諾夫理論。塌落拱的高度和洞室跨度及圍岩性質有關。當掘進和支護所需時間較長，支護與圍岩又不能緊密貼接，就會使圍岩最終有一部分破壞塌落而形成鬆動壓力。50年代起，彈塑性理論被運用於隧道的計算，如芬納、卡斯特納公式等。同時，開始研究圍岩壓力和變形的時間效應。60年代末，出現了考慮地下結構與地層相互作用的彈塑性理論。由於將圍岩與襯砌視為一個統一的結合整體，圍岩壓力不再單獨進行計算。70年代以來，將工程地質和數學計算相結合，出現了研究塊狀和層狀岩體的塊體力學理論。
現行圍岩壓力理論包括：①岩土柱理論。開挖坑道以後，由於支護或拱圈向坑道內部位移，引起其頂部上復岩土柱的下沉，兩側地層對柱體產生與下沉反向的摩擦力，故上復岩層重量減去岩土柱兩側的摩擦力即為圍岩壓力。中國鐵路部門的方法認為:拱頂土柱的下沉,將帶動兩側三稜體下滑，由三角楔體的平衡條件求出與土柱間的摩阻力，土柱重量減去此摩阻力即為土體豎直壓力。該理論多用於淺埋隧道，但也可推廣用於深埋隧道。當隧道埋置極淺或遇軟土層時，土柱兩邊的摩阻力接近於零，故圍岩壓力直接為土柱全重。②壓力拱理論。對埋置較深的隧道，頂部岩體失去穩定，產生坍塌而形成不延向地表的局部破裂區。該區內的岩體自重即洞室支護上的荷載。破裂區上部邊界線有拋物線、橢圓、半圓和三角形等不同假定，如科默雷爾岩體破碎理論等。中國在50年代初期以來，曾廣泛採用普氏地壓理論。假定岩體為鬆散體，其壓力拱承受上復土柱的全部均布重量，根據散粒材料不能承受拉應力，即彎矩為零的條件，得到拱形為拋物線,其矢高h=b/f(b為壓力拱跨度之半,f為岩層堅固係數)。 塌落拱岩體重量即為豎直地層壓力。③彈塑性理論。利用彈塑性理論可求出沿洞室周邊地層內產生塑性區的範圍。設定襯砌後，利用地下結構與地層的位移協調條件，可求得塑性區半徑和圍岩壓力值。④極限平衡理論。岩體內有各種各樣的結構面。開挖坑道後，洞周的圍岩出現與整個岩體相脫離的岩塊。它的自重對襯砌產生壓力。故用地質分析法時，需先查明斷層、節理和軟弱夾層的分布情況及其組合。自重減去結構面阻力即為地層壓力，必要時也可計及圍岩應力對地壓的影響，採用赤平極射投影方法，確定岩石塊體的空間位置和形狀。當分離體由數組平行節理面組成時，可用裂隙岩石的極限平衡理論計算；當節理呈隨機分布時，可用塊體力學理論計算。⑤數值解法。除簡單邊界條件的圓形洞室有較嚴格的解析解以外，對其他斷面形狀的洞室可採用有限元法或其他數值方法計算彈性、彈塑性或粘彈與粘（彈）塑性的圍岩壓力值。
如已給出垂直壓力，則側向壓力可視具體情況採用主動、靜止和被動抗力等理論進行計算。如底部地層較差而承載力不好，處於極限狀態，產生塑流，岩土將向洞室底部隆起；或遇膨脹地層時，均需要考慮底部圍岩的隆起壓力。
由於地層初始壓力和岩土參數不易準確測定，上述各種地壓理論，實際套用時會受到一定限制，因此目前還較多地採用工程類比法。在對已建成洞室的圍岩壓力大小和分布規律觀察統計的基礎上，全面分析研究其影響因素，得出圍岩壓力的經驗公式，用以確定作用在襯砌上的圍岩壓力。
長期以來，人們都想通過量測作用在隧道上的圍岩壓力及圍岩和襯砌的變形，得出可靠的圍岩壓力分布和數值。近期興起的綜合量測方法，如以洞徑位移量測為主的收斂-約束法,強調施工期間進行量測，並反饋信息而後修改原設計，稱為現場監控法。依靠實測來求得圍岩壓力值是當前的發展方向。圍岩壓力理論雖有很大的發展，但至今仍未臻完善。圍岩性質千變萬化，支護形式多種多樣，施工方法各不相同，故應綜合經驗、理論和實測的成果，針對不同情況，採用不同的理論和方法。
