高地应力深部巷道围岩分区破裂机理及实验研究.docx

高地应力深部巷道围岩分区破裂机理及实验研究
一、研究背景
随着经济社会的不断发展与人们对于地下空间的利用需求不断增加，深部巷道的建设在很大程度上促进了城市发展与工业生产。然而，在深部巷道的建设和运营过程中，围岩的破裂问题却是一个令人头疼的难题。特别是在高地应力的情况下，围岩的不稳定性更加突出，会给巷道的地质环境带来极大的风险和挑战。为此，研究高地应力深部巷道围岩的分区破裂机理，对于提高巷道工程的设计、建设和运营管理水平，具有重要的实践意义。
二、研究方法
在研究中，结合文献资料和工程实例，首先对深部巷道的围岩特性及其破裂机理进行了深入分析，并建立了高地应力下深部巷道围岩的物理力学模型。其次，基于Maran等人提出的破裂分布模型和平衡矢量法，开展了不同高度区间巷道围岩破裂分区研究，并通过有限元数值模拟对不同分区下的围岩应力分布与破裂变形模式进行了模拟与分析。最后，通过自行开展巷道围岩破裂试验，对研究结果进行了验证和实验分析。
三、研究成果
1.针对高地应力下深部巷道围岩的特性，提出了分区破裂机理，即将巷道围岩分为半圆状体、锥形体和大圆状体三个区域，并对各个区域的围岩破裂机理进行分析。
2.根据有限元数值模拟的结果，分析了不同区域围岩在高地应力下破裂时的应力、变形、位移等参数变化规律和破裂模式，并提出了相应的措施进行预警和管理。
3.构建了深部巷道围岩破裂试验装置，开展了不同分区的巷道围岩破裂试验，对研究结果进行了验证和实验分析，结果表明，研究成果具有很好的实用价值和工程应用前景。
四、结论
本文在高地应力深部巷道围岩破裂机理实验研究方面，通过分析建立了分区破裂机理，对不同区域的围岩破裂机理进行了深入的研究和分析，并提出了相应的管理措施，同时通过有限元数值模拟和破裂试验进行了验证和实验分析，结果表明，本文研究成果具有一定的可靠性和实用性，对提高深部巷道工程的安全性和管理水平等方面具有积极的意义和促进作用。