结构面位置对于深部高应力采动硬岩巷道破坏的影响

• 作者: 冯帆 赵兴东 陈绍杰 李夕兵 李地元 黄万朋
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 深部硬岩 有限元/离散元 破坏模式 结构面位置 开挖卸荷 能量演化 岩爆
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 2588-2600
• 页数: 13页
• 分类号: TD353
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.08.007

摘要

采用有限元/离散元耦合数值模拟技术分析不同结构面位置条件下深部采动硬岩巷道的裂纹扩展行为、能量演化规律与应力位移分布特征,揭示张拉板裂型破坏与结构面剪切型破坏之间的互动机制.研究结果表明:开挖卸荷产生的板裂化破坏与结构面活化引起的剪切滑移破坏是诱发岩爆的重要原因;结构面与开挖边界的相对距离对巷道围岩稳定性具有显著影响,其临界相对距离(当二者之间的相对距离大于等于某一临界值时,结构面对巷道围岩破坏不产生作用)随结构面长度的增加呈现单调递增趋势;在临界相对距离内,即使结构面之间不发生层间错动和滑移,结构面的存在也会潜在地影响巷道围岩稳定性,这表明以板裂化岩爆为主的破坏模式可以是开挖卸荷效应和结构面效应的综合响应.当最大主应力与结构面位于同一侧时,卸载后模型内动能未出现明显波动和起伏,此时巷道的破坏仅与开挖卸荷效应有关.