深部围岩分区破裂化模型试验研究

袁 亮,顾金才,薛俊华,张向阳

(1.深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,安徽淮南 232000;2.淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232000;3.总参工程兵科研三所,河南洛阳 471023)

深部围岩分区破裂化模型试验研究

袁 亮1,2,顾金才3,薛俊华1,2,张向阳3

(1.深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,安徽淮南 232000;2.淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232000;3.总参工程兵科研三所,河南洛阳 471023)

为研究深部巷道围岩破裂机理,在“深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置”进行了模型试验,系统研究了深部巷道围岩在最大初始开洞荷载与洞室轴线平行作用下直墙拱顶试验的破坏形态和机理。模型试验表明:当最大主应力与洞室轴线平行,在较大轴向压力作用下产生较大的朝洞内的膨胀变形,使得在围岩内产生较大的径向拉应变,其产生的拉伸断裂是出现分层破坏现象的关键,分布特点是随着轴向应力的增加其拉应变值增加,随距洞壁距离的增大其拉应变值减小。拉伸断裂面形成后,相当于在原来的介质内又形成了一个新的半径增大的洞室,洞室在较大的轴向压应力持续作用下,拉伸破坏过程不断重复出现,就会形成交替的破裂区域和未破裂区域,即分层破裂现象。

深部岩体;拉伸断裂;分区破裂;模型试验

随着地下空间开发应用逐步向深部发展,深部岩体开挖的力学问题已引起国际岩土工程界的广泛重视[1-4]。深部开挖巷道围岩产生呈间隔分布的所谓的“分区破裂化现象”或“环带状分层破坏现象”的观点,受到岩石力学界相关专家、学者的极大关注和争论,并从不同的角度进行了大量的研究工作。……