深部巷道围岩板裂破坏特征:直墙拱形与岩性差异研究新发现

近日,国内岩石力学与工程领域的科研团队在深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏特征研究方面取得了新进展。为了深入探索这一复杂地质现象,科研团队利用先进的TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机,对含直墙拱形贯穿巷道的立方体花岗岩试样进行了三向不等压加载试验,并借助微型摄像机对围岩破坏情况进行了实时监控。

深部巷道围岩板裂破坏特征:直墙拱形与岩性差异研究新发现

在试验中,科研团队发现花岗岩直墙拱形巷道围岩在加载过程中逐渐产生了平行于直墙的板裂化结构,这一破坏特征呈现出明显的拉伸破坏性质。随着板裂破坏沿巷道两侧围岩逐渐向深部发展,最终在围岩两侧距拱底约(0.20~0.25)h(h为直墙拱形巷道的高度)处形成了对称的V型槽。这一发现为理解深部直墙拱形巷道围岩的破坏机制提供了新的视角。

此外,科研团队还对比了相同应力条件下花岗岩圆形巷道与直墙拱形巷道围岩的破坏特征。结果显示,直墙拱形巷道围岩的初始破坏应力较高,主要表现为静态破坏,产生的岩片较大且呈细长条状,具有明显的层裂现象;而圆形巷道围岩的破坏则较为剧烈,属于动态破坏,产生的岩片相对较小。尽管两种断面产生的岩片均表现出中间厚两边薄的特征,但破坏模式和岩片形态的差异揭示了不同巷道形状对围岩稳定性的影响。

为了更全面地了解不同岩性直墙拱形巷道围岩的破坏特征科研团队还对比了花岗岩、红砂岩和千枚岩的破坏情况。结果显示,花岗岩的破坏较为剧烈,而红砂岩的破坏相对较弱。对于千枚岩直墙拱形巷道,随着层理角度的增加,围岩的破坏模式发生了显著变化,从平行于层理面的拉伸破坏转变为平行于层理面的剪切滑移破坏,再到穿越层理面的剪切破坏,最后转化为穿越层理面的拉伸破坏。这一发现为理解层理角度对围岩破坏模式的影响提供了重要依据。

此次研究成果不仅深化了我们对深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏特征的认识,还为巷道支护设计和稳定性控制提供了新的理论依据和技术支持。未来,科研团队将继续深化这一领域的研究,为推动我国深部资源开采技术的发展做出更大的贡献。

此次试验的成功不仅展示了我国岩石力学与工程领域科研人员的专业素养和创新精神,也标志着我国在深部巷道围岩破坏特征研究方面取得了重要突破。我们期待未来能够有更多的科研成果涌现,为我国的深部资源开采事业注入新的活力和动力。

关键词:直墙拱形巷道 科研团队 层理面 花岗岩 板裂破坏 破坏特征

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