板裂化破坏是深部硬岩巷道或硐室典型的破坏形式，严重制约了深部矿产资源的安全高效开发与利用.板裂化破坏诱发因素、发生机制以及控制对策研究已成为岩石力学领域的前沿和热点问题.本文以深部硬岩所处的复杂赋存环境与开采条件为出发点，从开采因素(工程结构尺寸和开挖速率)、环境因素(地质构造和应力环境)和锚固控制3个方面，系统梳理和总结了板裂化破坏在室内试验以及数值模拟方面的研究现状与发展历程.在此基础上，凝练了目前深部硬岩板裂化破坏试验模拟研究中存在的关键科学问题以及关键技术难题.为了保障深井矿山安全高效开采，亟需对深部复杂开采条件下硬岩板裂化破坏机制以及灾害防控开展更为深入和系统的研究，以期为深地矿产资源可持续开发利用提供理论与技术支撑.

国家自然科学基金项目(52004143,52074349,51927808)；

1 开采因素影响下硬岩板裂化破坏试验模拟研究进展
1.1 工程结构尺寸对于硬岩板裂化破坏的影响
1.1.1 工程结构尺寸局部效应
1.1.2 工程结构尺寸空间效应
1.2 开挖速率对于硬岩板裂化破坏的影响
1)快速卸载易导致岩体拉伸劈裂破坏
2)较大的卸荷速率会增大动力灾害可能性
2 环境因素影响下硬岩板裂化破坏试验模拟研究进展
2.1 地质构造对于硬岩板裂化破坏的影响
2.1.1 层理构造对板裂化破坏的影响
2.1.2 岩体结构面对板裂化破坏的影响
1)岩体结构面诱发板裂化破坏机制
2)剪切滑移破坏与板裂化破坏的相互联系
2.2 应力环境对于硬岩板裂化破坏的影响
2.2.1 一维应力环境下
1)准静态加载条件下
2)动态加载条件下
2.2.2 多维应力环境下
1)双轴应力条件下
2)常规三轴应力条件下
3)真三轴应力条件下
a. 真三轴加载条件
b. 真三轴卸载条件
c. “真三轴应力+动力扰动”条件
3 硬岩板裂化破坏锚固控制试验模拟研究进展
3.1 含预制裂隙锚固控制试验模拟
3.2 无预制裂隙锚固控制试验模拟
4 复杂开采条件下深部硬岩板裂化破坏试验模拟研究关键问题
4.1 关键科学问题
4.1.1 复杂开采条件下板裂化破坏耦合作用机理
4.1.2 复杂赋存环境下深部硬岩破坏判据与本构模型
4.1.3 板裂化破坏(岩爆)与剪切滑移破坏(岩爆)互动机制
4.1.4 深部高应力硬岩板裂化锚固控制机制
4.2 关键技术难题
4.2.1 多参量交互作用下硬岩板裂化破坏特性试验装置研发
4.2.2 复杂开采条件下深部硬岩板裂化破坏数值仿真技术
4.2.3 复杂应力环境下硬岩裂纹扩展动态监测与破坏过程量化表征
4.2.4 考虑实际受力全过程的硬岩板裂化破坏锚固特性试验技术
5 结 语

陈绍杰,冯帆,李夕兵等.复杂开采条件下深部硬岩板裂化破坏试验与模拟研究进展和关键问题[J].中国矿业大学学报,2023,52(05):868-888.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230061.