深部巷道围岩变形与应力变化相似模拟研究

"深部巷道围岩变形相似模拟研究，通过自制实验平台，研究了深部巷道在无支护条件下的围岩破坏特征、变形规律和应力分布，揭示了其大变形、大塑性区和高应力集中的特点，为巷道支护设计提供依据。" 本文主要探讨了深部巷道围岩变形和应力变化的科学问题，通过开展相似模拟实验来深入理解这一领域的关键特性。深部巷道在开采过程中，由于深度增加，会面临一系列复杂的地质力学问题，如围岩的显著变形、应力重新分布以及可能导致的结构破坏。作者郑文翔和胡耀青使用自行研制的相似模拟实验平台，模拟了深部巷道在无任何支护条件下的实际情况，对这些现象进行了系统的研究。 实验结果表明，深部巷道的围岩表现出以下几个显著特征： 1. 大变形：在深部巷道中，围岩由于受到极大的地压作用，会出现显著的变形，这不仅影响巷道的稳定，还可能引发巷道的垮塌。 2. 大塑性区：围岩在高压作用下，会产生大面积的塑性变形区域，这种塑性变形可能导致巷道周围岩石的永久性流动，对巷道的稳定性构成威胁。 3. 高应力集中：在深部巷道的局部区域，由于地质构造或开采活动，可能会形成高应力集中，这会加速围岩的破坏，增加巷道支护的难度。 这些研究成果对于理解深部巷道的动态响应和预测其稳定性具有重要意义。通过对深部巷道围岩的特性进行定量和定性的分析，可以为类似地质条件下的巷道支护设计提供重要的参考依据。有效的支护方案应考虑到这些特征，以防止巷道的过早破坏，确保矿山开采的安全和效率。 此外，该研究采用了相似模拟方法，这是一种在实验室条件下模拟真实地质环境的方法，可以以较小的规模再现实际工况，便于观察和测量。通过这种方法，研究人员可以更直观地了解深部巷道围岩的行为，为理论研究与实际工程应用之间的桥梁搭建提供了有力工具。 这项工作深化了我们对深部巷道围岩变形和应力变化规律的理解，对于优化巷道支护设计、提高矿山安全性和经济效益具有实际指导价值。同时，它也为相似模拟技术在地质力学研究中的应用提供了新的案例和经验。