Важнейшей задачей как технического, так и технико-экономического характера является управление выработкой, т. е. рациональная организация в пространстве и активный контроль во времени соответствующей системы окружающая среда — крепь.

До инженерного вторжения горный массив является, в собственных масштабах, сплошной средой и непрерывным полем действия гравитационных сил. Слагающие его породы испытывают всестороннее, чаще всего неравномерное сжатие. Вместе с тем, естественное напряженно-деформированное состояние пород на глубинах современного строительства туннелей заметно коррелирует с положением тех же пород по отношению к земной поверхности.

При расчетах сооружений в сложных геологических условиях пользуются коэффициентами, которые учитывают вероятную неравномерность нагружения и перегрузку конструкций.

Изменение напряженного состояния во времени и переход упругих деформаций в неупругие в некоторой области за контуром обнажения выработки было отмечено многими натурными наблюдениями.

Расчетами установлено и акустическими методами доказано, существование сразу за границей ослабления породы области повышенной ее плотности (кольцо Файоля) и даже перемещение этой границы во времени (волна Вебера). Формирование из вскрываемой породы рабочего тела с удовлетворительной самонесущей способностью и при больших скоростях проходки отличается повышенной сложностью. Основная причина этого в сопутствии упругих и неупругих деформаций.

Для анализа рассмотренных явлений в горном массиве можно использовать законы термодинамики. Если представить горный массив как закрытую энергетическую систему, изменения статического равновесия системы могут характеризовать нарушения в напряженном состоянии толщи горных пород.