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深部巷道围岩变形破坏特征模拟研究及控制技术
随着城市化进程的加速，地下工程建设数量大幅度增加，如地铁、隧道、水库及矿山等。这些工程的建设离不开深部巷道的建设。然而，深部巷道围岩的变形和破坏会导致工程事故的发生，严重威胁人民生命和财产安全。目前，深部巷道围岩的变形破坏控制成为地下工程建设领域的一项热点研究。
一、深部巷道围岩的变形破坏特征
深部巷道围岩的破坏模式有多种，主要包括围岩开裂、滑移、塌陷和变形等。这些破坏模式的发生与巷道的深度，地层岩性及地应力状态等因素有关。以下分别介绍几种典型的破坏模式：
1.围岩开裂
在巷道掘进和使用过程中，围岩容易受到应力和腐蚀等因素的作用，导致开裂。开裂的围岩可能引起其他类型的破坏，如滑移和塌陷，同时也会直接影响围岩的强度和稳定性。
2.滑移破坏
当巷道深度较大，围岩厚度较薄或应力状态发生变化时，围岩容易发生滑移现象，导致灾害性的破坏。滑移破坏的速度较快，引起人员伤亡的风险极高。
3.塌陷破坏
巷道周围的岩石容易因受到局部地质条件和原状土体特性影响而发生塌陷。塌陷破坏的主要原因是围岩的压缩和强度不足，导致围岩向巷道内部投影的区域因受到荷载而产生变形，进而发生严重的塌陷。
4.变形破坏
围岩的变形是深部巷道最为常见的破坏形式。主要表现为巷道围岩的沿工程序列方向和垂直序列方向的收缩和伸展，导致巷道形变和变形扩展。当变形发生到一定程度时，会导致巷道滑移、塌陷等灾害。
二、深部巷道围岩变形破坏控制技术
为了保障工程建设过程的安全稳定和顺利进行，深部巷道围岩变形破坏控制技术成为研究热点。下面简单介绍几种控制技术：
1.增强围岩的承载能力
采用加固措施可以在一定程度上提高围岩的承载能力，降低变形和破坏的风险。常见的加固方式有注浆加固、补偿注浆加固、混凝土喷射加固等方法。
2.减轻围岩的力学应力状态
降低围岩的力学应力状态是目前普遍采用的方法之一。其主要手段包括减小围岩与岩体的摩擦力、减小巷道的荷载和收敛量、减弱地层压缩等手段。
3.增加围岩的强度
增加围岩的强度可以使其防止变形和破坏，从而达到控制围岩破坏的目标。常用的方式包括冻结围岩、注浆加固围岩、采用锚杆、焊接网架等。
4.实时监测及预警
在深部巷道工程中，实时监测和预警是一项非常重要的安全技术，它可以及时发现围岩的变形和破坏，并给出预警信息，有利于及时采取避免灾害的措施。目前可用的监测手段包括岩石应力变化监测系统、视频监控系统、温度监测和地质雷达监测等。
三、总结
通过对深部巷道围岩变形破坏特征模拟研究及控制技术的介绍，政府、相关企业和研究团体对地下工程建设的安全和稳定都有了更清晰的了解。增强围岩的承载能力、减轻围岩的力学应力状态、增加围岩的强度和实时监测及预警等手段可以控制围岩的变形和破坏，减少地下工程事故的发生，为地下工程建设保驾护航。