为了做好地震预报工作，保卫人民生命财产安全，20世纪60年代初，地质力学所在李四光亲自指导下，最早在国内开展现今地应力测量工作。李四光坚信地震是可以预报的，认为研究地应力作用的过程是地震预报的关键。他强调“在地应力与岩石抵抗能力的矛盾斗争中，地应力经常属于主导地位。所以抓住了地应力的变化，就抓住了矛盾的主要方面”。但是，“地震的发生不是地应力一个因素决定的，还有矛盾的另一方面，即岩石的性质问题”。“需要把矛盾双方的情况同时加以考虑和分析，才有可能对地震发生的地点、时间、频度和强度作出科学的判断”。李四光指出，“地震发生以前，在有关的地应力场中必然有个加强的过程，但应力加强，不一定都是发生地震的前兆，这主要是由当地地质条件来决定的”。一切事物都不是孤立的，“有密切联系的构造带，由于都是受同一地应力场的控制，它们的个别形态、性质、排列以及它们的分布，一般有规律可循”。李四光认为从这一点出发，野外的工作，就有了线索可寻，危险区的圈定，就可以落实到一个活动构造体系分布的范围。还可以进一步根据野外地质观测和重点地应力解除的结果，并参考模拟实验所提供的旁证，进行地应力场的分析。“这对地震发生根本原因的探讨和地震预测方法，也是打基础的工作”。李四光在认识自然规律的过程中，始终将唯物辩证法作为指导思想，因此在科学研究中总能把握住事物的本质，抓住主要矛盾，揭示出事物的运动规律。
李四光地应力测量研究手稿
一、李四光开创性地将地应力测量引入地震地质研究工作
1962年，广东省新丰江发生强烈地震，李四光对此极为关注，并开始探索研究“地应力的存在和地应力变化”与“地震发生”之间的密切关系。李四光积极倡导建设一支专门队伍去研究地震的预测预报，地质部率先组建地质队伍，专门研究水库蓄水后诱发的地震问题，地质力学所也组织科技人员开展新丰江地区构造及地震地质调查，着重研究新丰江地震区各断裂带的成生关系。据廖椿庭回忆，他刚入所不久便跟随陈庆宣等人，前往新丰江水库进行断层位移测量和地应力解除工作，野外工作结束后，将标本带回所里进行室内实验研究，为研究水库诱发地震提供了定量资料。这一时期，李四光亲自指导地应力观测井的选址、测量仪器配套设备的试制工作，探索地震发生的内因及规律。1963年，地质力学所在北京市房山钻成一眼500m深的钻井，建立了我国第一眼地热和地应力观测井（《中国地热大记事（1950-2010），汪民，关凤峻》）；1964 年研制了LDl-69 型电感应力仪及压磁应力计，后改制成 73-1 型压磁应力仪，对研究现代地壳运动、地震预报和工程稳定性问题提供了观测仪器；1965年为了“大三线”建设需要，地质部在四川组建西南地震地质队，承担西南“三线”地区地震地质调查研究。地质力学所抽调一批技术骨干，参加西南地震地质大队工作，陈庆宣兼大队总工程师。李四光与地质力学所参加西南地震地质工作同志的谈话中强调，“地震地质工作应该走在所有建设工作的前面。这是选择建设基地的工作，是开路的工作。”在地质力学所具体指导下，地质队开展大面积地震地质调查，为攀枝花铁矿基地等重大工程选址提供科学依据。
李四光设计的地应力测量元件
1966年3月8日，河北邢台地区发生6.8级地震，地震引起墙倒屋坍，道路、桥梁、堤坝以及农田建设均遭到了严重破坏，人民生命财产遭到巨大损失。当天下午，李四光出席周恩来总理召开的救灾工作会议。根据会议精神，李四光亲自组织了地震地质考察小队，连夜派往震区。李四光与小队的同志详细地交代了任务，要他们根据震区的地质构造特征，查明地震发生的原因和范围，推测地震可能扩展的趋势，探索地震预报的方法。据廖椿庭回忆，当年陈庆宣带领先头部队，第一时间奔赴灾区现场进行地震地质调查，他本人留在所里继续完成室内实验。邢台地震发生后的一个周日，李四光秘书紧急找到廖椿庭，通知其速速前往实验室，李部长正在门口等他。一见面，李四光便指示其立即做好准备工作，当天要动身前往邢台进行地应力测量。在人手和仪器设备短缺的情况下，地质力学所副所长孙殿卿马上组织人力物力，根据廖椿庭列出的清单准备现场需用物品，并进行仪器组装。几人顾不上吃饭，从早上一直工作到晚上八点多，李四光则陪坐在实验室等到天黑。一切准备就绪，停在门口的汽车即刻载着人和设备连夜开往邢台。到达震区已是次日早上五点多，陈庆宣一直守在现场焦急的等待。为了监测地应力变化，地质力学所在尧山建立了我国第一个地应力监测站，为地震地质研究提供直接数据。考察队在尧山的办公场所是两顶帐篷，帐篷内设立了电台和专用电话，直接接通到李四光地质力学所的办公室，每天要上报两次监测数据。那些天，李四光几乎天天守候在办公室里，等待尧山的消息。他把每天的地应力变化，绘制成曲线图，仔细分析研究，监视震情的演变。为了研究邢台地震发展的趋势，周恩来总理几次召开会议进行讨论，李四光都出席了。在发表意见时，李四光把随身带着的尧山地应力变化曲线图摊在周总理面前，一一做介绍。为了把情况介绍的更准确，还会立即在会场给尧山地应力观测站打电话，询问数据变化情况。4月22日早上，李四光在地质部副部长张同钰、地质力学所副所长孙殿卿等陪同下，赴尧山考察。在尧山，李四光视察了设在那里的地震观测台和地应力观测站，考察了地震引起的地表各种形变现象，还同科学工作者一起座谈，探讨地震预报的途径，分析今后地震可能发展的趋势。经过这次实地考察，在李四光的亲自指导下，陈庆宣等人编写了《邢台地震地质初步考察报告》，李四光同考察队的同志一起反复修改。报告根据地震区地表大量形变的实际资料，分析了地震发生的原因和可能扩展的趋势，提出了解决地震预报问题的新途径。在邢台测得了一批地应力数据，成为华北地区首批地应力测量成果，对于构造应力场的研究、区域地壳稳定性的研究以及地震预报都有着重要的意义，也开创了用实地观测地应力变化预报地震的新历史。
《邢台地震地质初步考察报告》
1970年1月5日，云南通海发生7. 8级大地震，比邢台地震造成的伤害还重，当时的情况是昆明只有一个地震台，只能用地震仪一直坚持工作，而地应力观测站受各种因素影响，一直没有建立起来。李四光对云南的情况十分痛心，在全国地震工作会议上反复强调“确定危险区”对于地震地质工作的重要性，指出要“在活动地带找重要地点设置仪器进行观测”。地震发生后，李四光第一时间指派廖椿庭，前往云南震区开展地震应急工作，在四川地质队伍的协助下，廖椿庭在云南主持建立了多个地应力监测站。
李四光非常重视地应力测量的实验工作，亲自制定方案，在三河地震地质大队的配合下，廖椿庭等人系统开展了大量野外现场实验和室内模拟实验，确保测量数据的可靠性，为测量技术方法研究奠定了扎实的工作基础。
1978年，地质力学所地应力测量、西南大三线建设地区地震地质等项目，在全国科学大会上获奖
二、地质力学科技工作者继承发扬李四光科学思想
1970年，李四光在会见全国地应力测量工作经验交流会代表时指出，“测量地应力的想法不是哪一个人或几个人凭空想出来的，而是实践中产生的。从实践到认识，还不一定靠得住，还要经过实践的检验。许多同志参加过地应力解除工作，亲眼看到当钻头逐步靠近元件时，应力就解除不少。我在房山也参加过这样的实践。东江也做过应力解除。这样就证实了地应力的存在，肯定了我们的认识。地应力存在的证实，就为科学领域打开了一条新路子。它不仅和地震有关，还与其他许多方面有关。例如，对地质学领域，在构造地质、工程地质方面都有很大意义。”为丰富发展我国地应力测量技术方法，地质力学所科研人员始终坚持以李四光的学术思想为指导，系统开展地应力场的研究，研制了多种不同类型的地应力测量仪器和监测系统，开展地应力测量与监测标定实验，在实验标定的基础上建立各种测量与监测方法的行业技术规范，并在地震、地质、矿山、水利、水电、铁道、地下建筑工程等方面得到广泛应用，取得一项又一项丰硕成果。
金川矿区是我国最大的镍生产基地，储量居世界第二位，并且含有多种稀有贵金属可以综合利用，国家对金川矿区的建设和生产极其重视。由于矿区工程地质条件复杂，地应力大，致使巷道产生严重变形和破坏，影响了矿区的建设和开发。廖椿庭回忆，为解决巷道变形及矿山开采设计问题，地质力学所副所长吴磊伯应甘肃省委第一书记宋平要求，组建队伍在矿区及其外围开展原岩应力实测、地质构造调查及构造应力场的研究。从1975年开始，廖椿庭带领地质力学所及协作单位科研人员在极其艰苦的条件下，全面调查矿区巷道变形和破坏的基础上，结合地应力实测结果、工程地质条件、岩石力学特性、有限单元法应力分析，寻找出巷道变形和破坏的主要原因。研究结果显示，该矿巷道大部分采用直墙半圆拱断面，与水平应力为主导的应力作用特征不适应。项目组根据地应力测量资料，结合工程地质条件，提出了扁椭圆形巷道断面。我们提出的方案一开始遭到质疑，后经实践验证，这种巷道设计是稳定的。按此方案进行施工后，大大降低巷道返修率，保障生产安全，提高产量，使矿山投产不到三年就收回全部基建投资，取得了巨大的社会效益和经济效益，也为矿山采矿方法设计、巷道及采场设计等提供了重要的科学依据。《金川矿区原岩应力测量及构造应力场的研究》成果获地矿部1985年科技成果一等奖，《金川资源综合利用》成果获1989年国家科技进步奖特等奖。
《金川矿区原岩应力测量及构造应力场的研究》成果获地矿部1985年科技成果一等奖
《金川资源综合利用》成果获1989年国家科技进步奖特等奖
青藏铁路是国家西部大开发的标志性工程，具有重要的社会、经济和战略意义。廖椿庭回忆，2001年，《青藏铁路沿线活动断裂与地质灾害调查》项目开始实施，地质力学所副所长吴珍汉带队，开展青藏铁路沿线重点地区地质调查及地应力测量工作。年近六十岁的廖椿庭刚一进藏就出现了严重的高原反应，在稍做休整后，便迅速投入工作。通过铁路沿线应力实测和综合研究，系统阐述了青藏铁路沿线主要隧道区的应力作用特征，首次在青藏高原取得地应力实测资料，为工程设计和施工提供了重要的技术支撑。廖椿庭清晰地记得，队伍到达西大滩时，在昆仑山脚下开展两个点应力测量工作，测量数据异常大，该区域处于地震多发区，廖椿庭马上进行汇报，要求施工方引起注意。队伍离开不久后，2001年11月14日，昆仑山口西便发生了8.1级强烈地震。为了监测地震前后应力数据的变化，第二年廖椿庭等人对同一地点进行了复测，发现地震后地应力值减小了很多，在国内外首次获得了大地震前后应力变化的特征信息。这些成果为工程设计和施工提供了科学依据，为青藏高原的开发和大陆动力学的研究提供了科学依据。
《青藏铁路沿线活动断层调查与地应力测量》项目获2006年国土资源科学技术二等奖
三、老专家寄语
廖椿庭提到，地应力测量是李四光部长亲抓亲管的一项工作，每次野外工作前都要亲自安排，工作结束后也要亲自听取工作队汇报。实验室就建在李部长家门口，他经常路过询问研究人员工作进度，最近看了什么书，做了什么实验，并与工作人员交流地应力工作的想法，有时还会推荐专业书籍供大家学习参考。李部长对待工作认真细致、一丝不苟，在他的指导下，我们脚踏实地把工作做细做实，完成了许多开创性的工作，不断丰富发展地应力测量技术方法手段。今后，希望大家传承发扬李四光精神，要以服务国家战略需求为目标，务实工作，在科研领域取得长足的发展。
【专家简介】
廖椿庭，男，1942年9月生，福建龙岩人。中国地质科学院地质力学研究所研究员、博士生导师。从事地质力学、岩石力学与工程的研究工作,专长岩石力学与工程稳定性研究。是我国地应力测量系统创建人之一，并应用高新技术不断改进和更新测量系统，在地应力测量技术及其应用方面取得了显著成果。主持我国早期地应力地震预报监测站的创建和研究工作，是我国开展地应力监测进行地震预报研究的开拓者之一。获国家科学技术进步特等奖1项、三等奖1项，部级科技成果一等奖2项，二等奖1项，三等奖3项，全国科技大会奖1项。1985年获全国地质系统劳动模范称号和全国总工会授予的“五一劳动奖章”，1989年获全国先进工作者称号，1992年人事部授予国家级有突出贡献的中青年专家称号，享受政府特殊津贴。2001年获李四光地质科学奖。
廖椿庭2001年获李四光地质科学奖
编辑：赵曼
采访：秦向辉、赵曼、张志国、卞芸
图片：李四光纪念馆、廖椿庭
