深部岩体拉伸断裂分层破裂模型试验揭秘

本文主要探讨了深部巷道围岩的分区破裂化现象，通过对深部巷道围岩破裂机理的深入研究，作者团队在"深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置"上进行了模型试验。试验的核心内容集中在最大初始开洞荷载与洞室轴线平行条件下的直墙拱顶结构的破坏形态和机理分析。 实验发现，当围岩中的最大主应力与洞室轴线保持一致时，受到较大的轴向压力，会导致围岩发生显著的朝向洞室内部的膨胀变形。这种膨胀变形引发了围岩内部径向的显著拉应变，拉伸断裂成为产生分层破坏的关键因素。拉应变的分布特性表现为：随着轴向应力的增加，拉应变值也随之上升；同时，离洞壁的距离增大时，拉应变值则呈现下降趋势。 拉伸断裂面的形成意味着在原有的岩石介质中形成了一个半径增大的"虚拟"洞室。在持续的轴向压应力作用下，这个过程会反复进行，导致围岩出现交替的破裂区域和未破裂区域，形成了明显的分层破裂现象。这种现象对于深部矿井的支护设计和稳定性评估具有重要意义，因为它揭示了深部开采条件下岩体的复杂力学行为，有助于改进深部巷道的支撑结构和技术策略，以防止或减轻突发的地质灾害风险。 关键词集中在深部岩体、拉伸断裂、分区破裂以及模型试验上，这些术语是理解文章核心研究内容的关键。通过深入研究模型试验结果，本文为深部矿井的工程实践提供了重要的理论依据和技术指导，有助于提升深部开采的安全性和经济效益。该研究不仅适用于煤炭行业，也对其他地下工程，如隧道和地下空间开发具有参考价值。