《中国矿业大学学报》于2018年第5期出版了中国矿业大学(北京)赵志强博士、马念杰教授等科研人员的《巷道蝶形破坏理论及其应用前景》一文,该文以弹塑性力学中孔洞围岩破坏的平面应变模型为基础,研究了圆形巷道围岩塑性区形态和扩展规律。提出了巷道围岩蝶形破坏理论,该理论建立了巷道围岩破坏形态与非等压区域应力场的力学模型,阐明了巷道围岩破坏具有圆形、椭圆形和蝶形3种基本形态,给出了巷道围岩3种基本破坏形态的数学界定标准和应力围岩判别准则,从应力环境、围岩条件、支护阻力3个方面阐述了蝶形塑性区具有方向性、突变性、变异性、蝶叶缺失和跃透、支护微效性等基本特性。在论述蝶形塑性区工程意义的基础上,探讨了该理论在巷道围岩控制、动力灾害防治、煤与瓦斯共采等工程领域的应用前景,介绍了大变形巷道蝶叶型冒顶机理、蝶型冲击地压机理、蝶叶型煤与瓦斯突出机理、煤与瓦斯共采中钻孔蝶形卸压增透机制等新认识和新方法。
文章出版之后,卧龙岗大学工程与信息科学学院曹晨教授针对此文提出了质疑,主要为对文中的核心公式(2)进行分析,发现即使在静水压及地下巷道常见地质条件下,该公式计算的塑性半径仍小于巷道半径,即无塑性区域。故认为该公式不能客观描述巷道围岩变形情况,因此,基于该公式的蝶形理论并不存在,且原文后部分的蝶型冒顶机理、蝶型冲击地压、煤与瓦斯共采中钻孔蝶形增透机制等各结论均不能成立。
针对曹晨教授的质疑,《巷道蝶形破坏理论及其应用前景》一文作者赵志强、马念杰给出了回应,回应分析讨论了巷道围岩稳定性及蝶形破坏理论内涵,表明静水压力下巷道围岩无塑性区或者较小塑性区符合基本认知;同时指出蝶形破坏形态是地下工程孔洞围岩中的一种客观存在,巷道蝶形破坏理论创新性不是创造了蝶形破坏或蝶形破坏的名称,而是率先迈入蝶形破坏特性规律研究的新领域(包含均质围岩条件的一般规律和非均质条件的特殊规律),并将蝶形破坏特性研究成果引入解决工程问题,将地下工程多种类型灾害伴随的物理现象统一到蝶形破坏理论框架中来。巷道蝶形破坏理论及应用的许多工作都是开创性的,因此非常欢迎对此展开质疑和讨论,无论是证真或证伪,对于科学进步都是有益的。
附件:
对《巷道蝶形破坏理论及其应用前景》一文的讨论.pdf
巷道围岩稳定性及蝶形破坏理论内涵探讨——对《对<巷道蝶形破坏理论及其应用前景>一文的讨论》的回应.pdf