深部岩体分区破裂化现象的力学分析

"分区破裂化现象发生机制 (2009年)" 本文主要探讨了分区破裂化现象在深部岩体中的发生机制。分区破裂化是指在开挖洞室或巷道时，围岩中出现破裂区与未破裂区交替的现象。这种现象在矿业工程和隧道建设中具有重要的实际意义，因为它直接影响到工程的安全性和稳定性。 首先，作者将深部岩体视为弹塑性体，基于静水压力条件分析了巷道围岩的受力状态。通过理论推导，得出岩体应力分布的三个主要区域：应力降低区、应力集中区和原岩应力区。在应力集中区，切向应力增加而径向应力减少。当这一区域的岩体因某些因素（如地质构造、裂隙或孔洞）发生破坏时，其内部的应力场会重新分布，形成新的应力状态，即新的应力降低区、应力集中区和原岩应力区。这一过程会持续循环，直到岩体不再发生破裂为止。 为了进一步理解分区破裂化的发生条件，文章引用了二维Mises准则，这是一种常用于判断材料是否达到屈服状态的准则。通过应用这个准则，可以计算出分区破裂化现象发生的深度。同时，考虑到岩体的非均匀性和内部缺陷（如裂纹、孔洞等），不同的岩体在开挖动态载荷下会有不同的响应。例如，均匀致密的岩体在爆破载荷作用下可能会经历压缩应力，促使岩体变得更加致密；而在存在裂纹的岩体中，这种载荷可能会转化为拉伸应力，导致裂纹扩展。 尽管如此，现有的物理模型在模拟分区破裂化现象时仍存在不足。作者指出，这些模型通常忽略了开挖卸载环节，导致模拟结果的可信度降低。因此，未来的研究需要更精确地模拟开挖过程中的实际受力状况，以提高对分区破裂化现象预测的准确性。 分区破裂化现象的发生是多因素综合作用的结果，包括岩体性质、应力状态变化、开挖动态载荷以及岩体内部的结构特征。深入理解这一现象有助于优化采矿和隧道建设中的支护策略，预防因岩体破裂引发的工程事故。未来的研究应聚焦于完善模型，考虑更多实际工况下的复杂因素，以提供更加可靠的工程指导。