深井大断面软岩巷道变形破裂规律研究

"深井大断面软岩巷道变形破裂规律数值模拟——基于FLAC3D的岩石力学研究" 在矿业工程中，深井大断面软岩巷道的稳定性是一个重要的研究课题，因为其对矿山的安全运营和经济效益有着直接的影响。本文由张志康和单仁亮在中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院进行，主要利用了FLAC3D这一先进的数值模拟软件，针对特定矿山的地质条件，深入探讨了在不同深度下软岩巷道的应力分布、变形特性和破裂模式。 FLAC3D是一种广泛应用于地质和岩土工程中的三维非线性有限差分程序，能够精确模拟岩体的应力应变行为、流变性质和破坏过程。在本研究中，通过该软件的模拟，研究人员发现当巷道深度超过600米时，软岩特性逐渐显现，这表明随着深度增加，围岩的力学性能出现显著变化，可能与地压增加、地下水作用等因素有关。 研究的关键发现是600米作为该矿区岩石软化的临界深度。在这个深度以下，围岩相对坚硬，而超过这个深度，围岩开始表现出软岩特有的高塑性、易流变和破裂特性。这种转变对巷道的稳定性构成挑战，可能导致巷道的不均匀变形、开裂甚至垮塌，从而影响到矿山的安全生产。 作者通过对不同深度条件下大断面巷道的模拟，揭示了软岩巷道的破裂规律，这些规律对于预测巷道的长期稳定性、优化支护设计以及制定有效的工程对策具有重要意义。此外，这一研究也为深入理解深部软岩的力学行为提供了科学依据，对于未来的深井巷道建设提供了理论指导和技术支持。 关键词涉及的“软岩巷道”是指在软岩石层中开凿的巷道，其特性是受力后容易产生大变形。“破裂规律”指的是在一定应力作用下，岩石发生断裂和破坏的模式。“临界深度”则是指岩石性质发生显著变化的深度阈值。“数值研究”则强调通过计算机模拟来探究和分析问题，而非传统的实验方法。 这项工作结合了地质、力学和数值模拟等多学科知识，对深井大断面软岩巷道的变形破裂规律进行了详尽的研究，为深部矿业工程的实践提供了有价值的参考。