深部巷道开挖动力响应分析：时程行为与围岩破裂研究

本文主要探讨了深部巷道开挖过程中围岩体的时程响应分析。随着深部矿井开采的深入，围岩承受着巨大的压力和剪切作用，其稳定性对巷道的长期安全至关重要。为了理解和解释深部巷道围岩体在拉压交替变化和分区破裂化现象中的行为，研究者构建了一个动力响应分析模型，该模型基于力学原理，涵盖了扰动应力、扰动应变和扰动位移的动态行为。 模型的核心部分是扰动平衡方程、物理方程和几何方程，这些方程反映了围岩体在开挖过程中受到的应力状态、变形响应和空间分布的变化。利用Hamilton时域变分原理，作者将这些方程整合为扰动的积分-变分方程，这是一种数学工具，用于描述系统随时间演变的微小变化。 在确定了开挖卸荷路径和初始条件为零的情况下，通过杜哈梅积分方法，研究人员得到了围岩体在开挖过程中的稳态时程响应的解析解。这一解能够精确地模拟和预测围岩体在不同时间尺度下的动态响应，包括应力、应变和位移的变化趋势。 算例分析显示，提出的理论和方法具有很高的实用价值，不仅能准确反映深部巷道开挖引起的围岩体动态过程，而且对于评估开挖过程中可能产生的破裂模式和地质灾害风险具有重要的指导意义。研究结果对于优化巷道设计、预防和控制围岩破坏、确保矿井安全开采具有实际应用价值。 关键词如"深部巷道"、"时程响应"、"分区破裂"以及"动力模型"和"Hamilton原理"，凸显了论文的核心内容和研究方法，强调了在深部地下工程中对动态响应和地质稳定性分析的重要性。本文的工作为深部巷道的施工管理提供了科学的理论依据和技术支持。