节理岩石滑移破坏及锚固效应试验研究

"该研究通过单轴压缩试验探讨了含不同角度弱面的节理岩石在加锚前后的破坏形态、强度特征以及锚固控制机制。研究发现，节理岩石的失稳主要由弱面滑移引起，加锚后滑动方式变为间断式错动，基体容易发生压剪破坏。加锚可以提高岩石的峰值强度、弹性模量和极限应变量，且这些参数随弱面倾角增大呈现不同变化趋势。同时，锚固作用在节理岩石的变形演化过程中体现出变形协同、增韧抑裂和阻滑三重效应。" 本文是关于矿山巷道破裂围岩锚固支护的行业研究，主要关注含弱面节理岩石的滑移破坏及其锚固控制。试验采用了不同角度（30°，45°，60°）的弱面岩石试件进行单轴压缩，以模拟实际矿山环境中的地质条件。研究发现，未加锚时，岩石的破坏主要是沿着弱面的连续滑移；而加锚后，这种滑移模式转变为断续的错动，这有助于分散应力集中，减少破坏面积。此外，锚固可以显著增强岩石的力学性能，增加峰值强度，提升弹性模量，同时也增大了岩石的极限应变量。值得注意的是，随着弱面倾角的增加，尽管峰值强度有所降低，但弹性模量却呈现上升趋势，这表明锚固对于不同角度的弱面具有不同的响应。 在加载过程的变形场演化中，研究人员利用数字散斑相关方法观察到三个关键阶段：弱面端部破裂、滑移面扩展以及滑移变形。这些阶段对应着锚杆支护的不同机制。在初期，锚固起到变形协同作用，即通过锚杆与岩石的交互作用调整应力分布，减小局部应力集中；随着加载的进行，锚固表现出增韧抑裂效果，防止裂纹进一步扩展；最后，在滑移变形阶段，锚杆起到了阻滑作用，限制了岩石沿弱面的滑动，从而增加了结构的稳定性。 这项研究的结果对于矿山巷道的支护设计具有重要的指导意义，特别是在选择锚固方案、预测岩石力学行为和防止巷道破坏方面。通过理解锚固对含弱面节理岩石的控制机制，可以优化支护策略，提高矿山作业的安全性和效率。未来的研究可以进一步探讨不同材质、长度和布置方式的锚杆对节理岩石的锚固效果，以及在复杂地质条件下锚固系统的长期稳定性。