深部巷道围岩分区破裂三维地质力学.pdf

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第 28 卷 第 9 期 岩石力学与工程学报 Vol.28 No.9 2009 年 9 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept.,2009 收稿日期收稿日期2009–02–05;修回日期修回日期2009–03–16 基金项目基金项目国家重点基础研究发展计划973项目2009CB724607;国家自然科学基金资助项目40772173;教育部新世纪优秀人才支持计划资 助NCET–08–0336;山东省自然科学基金资助项目Y2007F52 作者简介作者简介张强勇1967–,男,1998 年于中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程专业获工学博士学位,现任教授、博士生导师,主要从事 岩土与结构工程方面的教学与研究工作。E-mailqiangyongz 深部巷道围岩分区破裂三维地质力学深部巷道围岩分区破裂三维地质力学 模型试验研究模型试验研究 张强勇,陈旭光,林 波,刘德军,张 宁 山东大学 岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061 摘要摘要为模拟分区破裂的产生条件和破裂机制,以淮南矿区丁集煤矿深部巷道为工程背景,通过相似材料三维地 质力学模型试验再现深部巷道围岩分区破裂的形成过程,通过多种测试手段获得巷道围岩内部的应变和位移呈现 波峰和波谷间隔分布的波浪形变化规律,从巷道围岩的破裂现象及其应变和位移的变化规律,有效揭示深部巷道 围岩分区破裂的形成条件和破坏规律,为深入研究深部巷道围岩的非线性变形破坏机制奠定坚实的试验基础。 关键词关键词岩石力学;深部巷道;分区破裂;三维地质力学模型试验;非线性变形破坏机制 中图分类号中图分类号TU 45 文献标识码文献标识码A 文章编号文章编号1000–6915200909–1757–10 STUDY OF 3D GEOMECHANICAL MODEL TEST OF ZONAL DISINTEGRATION OF SURROUNDING ROCK OF DEEP TUNNEL ZHANG Qiangyong,CHEN Xuguang,LIN Bo,LIU Dejun,ZHANG Ning Research Center of Geotechnical and Structural Engineering,Shandong University,Jinan,Shandong 250061,China AbstractIn order to simulate the generating condition and reveal the failure mechanism of zonal disintegration, the ation process of zonal disintegration through 3D geomechanical model test of the Dingji coal mine deep tunnel in Huainan mine is reconstructed area and the changing laws of strain and displacements of the surrounding rocks by means of various advanced and exact measurement s are obtained. The ation conditions and failure laws of zonal disintegration of deep tunnel have been revealed through model test,which lays a solid test foundation for further studying nonlinear deation and failure mechanism of deep tunnel. Key words rock mechanics; deep tunnel; zonal disintegration; 3D geomechanical model test; nonlinear deation failure mechanism 1 引引 言言 近年来,随着我国经济建设的快速发展,对能 源的需求日益增加,开采强度不断加大。而随着浅 部资源的逐渐减少,矿山开采不断向深部发展。根 据目前资源开采状况,我国煤矿开采深度以每年 8~12 m 的速度增加。近年,已有一批煤矿进入深 部开采,如淮南丁集煤矿、新汶孙村矿、沈阳采屯 矿、开滦赵各庄矿、徐州张小楼矿、北票冠山矿、 北京门头沟矿等皆已开采延伸到了地下近 1 000 m 的深度。除此之外,为满足需求,大批金属与有色 金属矿山已转入深部开采,如金川矿区的 1 号矿体 已开采到 1 250 m 以下,铜陵狮子山铜矿采深已达 1 100 m,抚顺红透山铜矿采深已进入 900~1 100 m 深度。预计在今后 10~20 a 内,我国许多金属和有 1758 岩石力学与工程学报 2009年 色金属矿山将进入 1 000~2 000 m 深度开采。据不 完全统计,国外开采超千米深的金属矿山有 80 余 座,其中最多为南非。南非绝大多数金矿的开采深 度在 1 000 m 以下, 其中 Anglogold 有限公司的西部 深井金矿,采矿深度达到了 3 700 m。印度的 Kolar 金矿区,已有 3 座金矿采深超过 2 400 m。另外, 俄罗斯、加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属 矿山采深亦超过 1 000 m。 随着开采深度的不断增加,当在深部岩体中开 挖洞室或巷道时,在其两侧和工作面前的围岩中, 会产生交替的破裂区和非破裂区,这种现象被称为 分区破裂化现象[1]。 分区破裂化现象在国内外许多深部洞室工程开 挖中,通过多种物理探测手段得到证实。20 世纪 80 年代,E. I. Shemyakin 等[2 ~5]在深部矿山 Taimyrskii 开采现场采用电阻率仪发现了分区破裂化现象见 图 1。 图 1 Taimyrskii 矿山分区破裂化现象 Fig.1 Zonal disintegration of Taimyrskii Mine G. D. Adams 和 A. J. Jager[6]在南非 Witwatersrand 金矿 2 000~3 000 m 深处采场采用钻孔潜望镜监测 到顶板间隔破裂情形。 方祖烈[7]在我国金川镍矿区某深部巷道采用多 点位移计监测围岩变形,得到如图 2 所示的围岩分 区破裂现象。 刘 高等[8]得到在我国金川镍矿区二矿区1 200 m 中段一试验道中垂直于巷道侧墙的钻孔沿径向方向 的围岩应力实测结果。该结果与浅部隧道围岩应力 分布规律有很大不同见图 3。 李术才等[9]在淮南矿区丁集煤矿深部巷道围岩 中通过钻孔窥测仪探测并观察到了分区破裂化现 象,并以录像的形式记录下来,肯定了深部巷道围 岩分区破裂化效应的存在见图 4。 图 2 金川镍矿区深部巷道分区破裂现象 Fig.2 Zonal disintegration of deep roadway in Jinchuan nickel mine area 图 3 金川二矿区 1 200 m 中段一试验道围岩应力实测 结果 Fig.3 Test results of stresses of deposit 2 in Jinchuan Mine at 1 200 m 图 4 淮南矿区丁集煤矿巷道分区破裂 Fig.4 Zonal disintegration of Dingji coal mine of Huainan mine area 深部巷道围岩的分区破裂化现象与浅埋地下峒 室开挖时在其洞周出现破裂区、塑性区和未扰动弹 性区依次排列的现象有很大不同,这引起了国际上 岩石力学工程领域专家学者的极大关注,成为近几 年该领域研究的热点。在形成分区破裂化现象的理 论探索方面,王明洋等[10 ~12]研究了深部巷道围岩地 质力学能的“量子化”效应,指出深埋隧洞围岩间 隔破裂的出现,对于隧洞的支护形式、掘进方法、 支护范围都需要重新考虑;周小平和钱七虎[13]把深 第 28 卷 第 9 期 张强勇,等. 深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究 1759 部巷道的开挖看作动力问题,运动方程采用位移势 函数,运用弹性力学和断裂力学,确定了破裂区岩 体的残余强度和产生破裂区的时间,进而确定了破 裂区和非破裂区的宽度和数量。在分区破裂现象的 试验研究方面,E. I. Shemyakin 等[2 ~5]把在深部矿山 Taimyrskii 开采现场发现的分区破裂化现象在实验 室进行了验证。根据模型观察,发现围岩分区破裂 时, 其承受荷载变化相当缓慢, 可以当作静态看待, 从而认为间隔破裂现象是在外部条件不变或缓慢变 化时形成的,而且延续时间较长。E. J. Sellers 和 P. Klerck[14]通过试验研究了深埋隧洞围岩不连续面对 间隔破裂的影响作用,发现在满足一定要求的情况 下,不连续面可能成为隧洞围岩间隔破裂的起源之 一。唐春安和张永彬[15]用 RFPA 并行分析系统对含 圆孔方形试件进行了三维加载条件下的破裂过程数 值模拟,再现了分区破裂现象。结果表明,间隔破 裂现象是沿巷道方向主应力作用下围岩中的环状张 裂破坏的结果。 近年来,国内学者对分区破裂化现象也开展了 试验研究潘一山等[16 ~18]以石膏为材料制作 30 cm30 cm10 cm 的模型,模型中心预留直径为 6 cm 的穿透钻孔, 该试验以平面应力方式加载, 但试 验仅发现有沿加载方向开裂的裂纹,未能得到分区 破裂现象。顾金才等[19]以水泥砂浆为材料,进行了 预留洞室的圆柱体压缩模型试验,发现在平行洞室 轴向的高应力作用下,洞室围岩出现多条裂缝, 裂缝之间存在未破坏区域, 用模型试验方式证明了 分区破裂的存在。但该试验不是以实际工程为背景 进行的相似材料模型试验,试验中未考虑材料的相 似性,也没考虑洞室的实际开挖过程,加载采用平 面应变加载,未能模拟出深部洞室的高地应力三维 加载过程。同时,该试验主要以破裂现象观察为主, 未在试验模型内布设任何测量仪器观测分析洞室围 岩的变形变化规律。 鉴于目前对深部洞室分区破裂的形成机制尚不 清楚,因此需要通过相似材料地质力学模型试验研 究分区破裂的发生、发展和形成过程。正如钱七虎 2008年7月在第十届全国岩石力学与工程学术大会 上指出“我国在模拟材料模型上成功地进行深部 围岩分区破裂化效应的系统试验尚属空白,应在实 验室模拟材料模型上系统进行分区破裂化效应试 验,进一步总结分区破裂化效应的发生发展规律”。 因此,本文以现场监测到分区破裂现象的淮南矿区 丁集煤矿为工程背景,采用铁晶砂胶结新型岩土相 似材料,通过自主研发的高地应力真三维加载地质 力学模型试验系统,进行了三维高地应力条件下深 部巷道开挖的相似材料地质力学模型试验,有效模 拟了深部巷道围岩的分区破裂化现象以及洞室围岩 内部的非线性变形变化规律,为深入研究深部巷道 围岩的非线性变形破坏机制奠定了坚实的试验基 础。 2 相似原理和相似材料的选取相似原理和相似材料的选取 2.1 相似原理相似原理 模型试验的相似原理是指模型上重现的物理现 象应与原型相似,即要求模型材料、模型形状和荷 载等均需遵循一定的规律。把原型P和模型M之 间具有相同量纲的物理量之比称为相似比尺,用字 母 C 表示。定义 L 为长度,为容重,为位移, 为应力,为应变,E 为弹性模量, t 为抗拉强度, c 为抗压强度,c 为黏聚力,为摩擦角,为泊 松比,f 为摩擦因数。 根据相似理论,原型和模型应满足如下相似关 系 1 应力相似比尺C、 容重相似比尺C和几何 相似比尺 L C应满足如下相似关系 rL CC C   1 2 位移相似比尺C、 几何相似比尺 L C和应变 相似比尺C应满足如下相似关系 L CC C   2 3 应力相似比尺C、弹性模量相似比尺 E C 和应变相似比尺C应满足如下相似关系 E CC C   3 4 原型和模型所有量纲一的物理量如应变、 内摩擦角、摩擦因数、泊松比等的相似比尺等于 1, 相同量纲物理量的相似比尺相等,即 1C,1 f C ,1C,1C 4 ct Ec CCCCC   5 2.2 相似材料的选择相似材料的选择 根据模型试验相似原理,研制出了一种新型岩 土相似材料,是由精铁矿粉、重晶石粉、石英砂、 石膏粉和松香酒精溶液按规定的配比均匀拌合压实 而成的一种复合材料,称为铁晶砂胶结岩土相似材 1760 岩石力学与工程学报 2009年 料[20]。该材料于2007年获得国家发明专利专利号 200510104581.4,淮南矿区丁集煤矿深部巷道开挖 三维地质力学试验模型即采用该材料制作。 根据相似原理和原型材料的物理力学参数,选 取模型相似比尺为1∶50,由此可计算出巷道模型 材料的物理力学参数见表1。 表 1 原岩和模型材料的物理力学参数 Table 1 Physico-mechanical parameters of proto type rock and model material 材料类型 容重 /kNm -3 变形模量 /MPa 黏聚力 /MPa 内摩擦 角/ 抗压强度 /MPa 抗拉强度 /MPa 泊松 比 原岩材料 26.2 12 970.0 10.0043 88.55 14.01 0.268 模型材料 26.2 259.4 0.2043 1.77 0.28 0.268 根据模型材料的物理力学参数,通过相似材料 物理力学参数试验,得到了模型的相似材料配比 见表2。 表 2 模型相似材料配比 Table 2 Proportion of similar material of mode I∶B∶S 石膏占材料总重 百分比/ 松香酒精溶 液浓度/ 松香酒精溶液 占材料总重 百分比/ 1∶0.67∶0.29 2.5 7.5 5.0 注I 表示铁矿粉含量采用质量单位,B 表示重晶石粉含量采用 质量单位,S 表示石英砂含量采用质量单位。 3 高地应力真三维加载模型试验系 统的研制 高地应力真三维加载模型试验系 统的研制 为了进行高地应力条件下深部洞室开挖模型试 验,设计研制了一种高地应力真三维加载模型试验 系统。图5为真三维模型试验系统设计图,图6为 加工成型的真三维模型试验系统。 图 5 真三维模型试验系统设计图 Fig.5 Design diagram of true 3D model test system 单位mm 第 28 卷 第 9 期 张强勇,等. 深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究 1761 图 6 真三维模型试验系统 Fig.6 Photo of true 3D model test system 高地应力真三维加载地质力学模型试验系统主 要由高压加载系统、智能液压控制系统和反力装置 系统组成。高压加载系统包括千斤顶和加载板,主 要用于给试验模型施加高地应力荷载;智能液压控 制系统主要由试验控制台、电机、油箱、控制阀和 智能传感器组成,主要用于试验模型前后、左右、 上下的独立、自动加载与稳压;反力装置系统包括 模型反力架、法兰盘和反力传递板,主要作为模型 加载的反力装置。目前,该系统已获得国家实用新 型专利专利号2008200230484。 4 深部巷道试验模型的加工制作深部巷道试验模型的加工制作 模型试验以淮南矿区丁集煤矿深部巷道工程为 研究对象,该巷道断面形状为半圆拱形,断面尺寸 为5 000 mm3 880 mm,埋深910 m,巷道主要位 于中砂岩和粉细砂岩地层内,矿区地应力场主要以 水平构造应力为主。 4.1 模型模拟范围模型模拟范围 原型模拟范围为长沿洞轴线方向,即X向 宽垂直洞轴线方向,即Y向高沿高层向,即Z 向 30 m30 m30 m,考虑1∶50的几何相似比 尺, 据此得到模型的模拟尺寸为 长宽高0.6 m 0.6 m0.6 m。模型断面尺寸为100.0 mm77.6 mm。 4.2 模型制作工艺流程模型制作工艺流程 深部巷道三维模型采用分层压实法制作,其基 本流程如下按拟定配比称量配制材料→用搅拌机 均匀搅拌材料→在试验台架内由下往上分层摊铺材 料→用加压板均匀压实材料→采用风扇加速空气流 动风干已压实的材料→按设计标高在洞周部位分层 埋设量测元件包括应变砖、格栅光尺多点位移计 和光纤光栅应变传感器等,依次进行下一层材料 的摊铺、压实、风干、埋设测量元件直至模型制作 完毕。 4.3 模型量测元件的布置模型量测元件的布置 为有效观测围岩分区破裂现象,根据淮南矿区 丁集煤矿深部巷道现场分区破裂观测记录,在模型 洞周可能产生分区破裂的区域间隔埋设了多种测量 元件,具体包括应变砖用应变片黏贴、微型高 精度格栅光尺多点位移计、光纤光栅应变传感器。 图7给出了模型监测断面布置图。 I–I 和 III–III 为应变测量断面;II–II 为位移测量断面 图 7 模型监测断面布置图 Fig.7 Layout scheme of monitoring sections of model 5 模型开挖测试模型开挖测试 模型巷道自重应力按 h进行计算, 垂直洞轴方 向的地应力按1.5 h计算。其中,h为巷道埋深, 平行洞轴向的地应力按1.75倍模型材料抗压强度施 加。 通过液压控制系统控制模型边界加载,模型边 界加载逐级按比例增加直至预定值,当加荷完成后 保持荷载不变,采用全断面人工钻凿方式进行模型 巷道的开挖。每当开挖一个进尺原型为2 m一个进 尺,模型为40 cm一个进尺后即停止开挖,对模型 各测试传感器测定其读数变化,并做好记录,然后 进行下一个进尺的洞室开挖和测试记录直至洞室开 挖完毕。图8给出了模型试验测试照片。 6 模型测试结果分析模型测试结果分析 6.1 格栅光尺多点位移计测试结果格栅光尺多点位移计测试结果 单位cm 1762 岩石力学与工程学报 2009年 图 8 模型试验测试照片 Fig.8 Photo of testing of the model 图9给出了微型格栅光尺多点位移计测点布置图。 图 9 微型格栅光尺多点位移计测点布置图 Fig.9 Layout scheme of measurement points of grating optical ruler 在开挖完成后将洞周各测点的位移值标注在模 型洞周,然后用平滑的曲线将各点数值相连,可得 到模型洞周测点位移变化规律见图10。 图 10 模型洞周测点位移变化规律 Fig.10 Changing laws of displacement of measurement points around cavity of model 由图10分析可知 1 开挖后洞周测试线上各测点的位移大体呈 现波峰与波谷间隔分布的波浪形变化,这种变化规 律与浅埋洞室洞周位移随离洞壁距离的增大而逐渐 减小的规律完全不同, 表明洞室开挖后洞周围岩内部 存在分区破裂,在位移量比较大的波峰部位为围岩 破坏区,在位移量较小的波谷部位为围岩非破坏区。 2 左右边墙在对称部位的位移并不完全对 称,表明分区破裂区不一定为开挖洞室的同心圆, 可能有些偏移。 3 拱顶、拱底、左右边墙靠近洞壁最近的测 点1位移相对较大,表明靠近洞壁区域为传统意义 上的围岩破碎区,这与试验过程中观察到的围岩破 坏情况一致。 4 左右边墙最远端测点6位移比左右边墙各 自测试线上的其他测点位移值小,表明该部位已接 近分区破裂发生的临界范围;而拱顶、拱底最远端 测点6位移比各自临近波谷测点的位移大,表明该 部位仍为分区破裂的最外层破裂区。 图11a~d分别为沿洞轴向距洞口10,20和 30 cm的洞周破裂分布情况,由此可知 1 随着进深增加,分区破裂现象越来越明显, 模型洞周出现了明显的破裂与非破裂间隔分布的分 区破裂现象,这与洞周位移测试分析结果相一致。 2 模型洞周四层破裂区与4层非破裂区间隔 排列,其中最靠近洞壁的破裂区为传统意义上围岩 破碎区,最外层破裂区离洞口的距离换算成原型大 约为7 m,这与淮南矿区丁集煤矿现场实测洞周破 裂层数和破裂区范围基本吻合,表明模型试验有效 反映出了深部巷道围岩的分区破裂化现象。 6.2 光纤光栅应变传感器测试结果光纤光栅应变传感器测试结果 图12给出了光纤光栅应变传感器布置示意图, 洞室全部开挖完成后,将光纤光栅测点的径向应变 变化沿测试线画出见图13。 由图13可知,用光纤光栅应变传感器测得的洞 室左边墙的径向应变变化规律与用格栅光尺多点位 移计测得的洞室左边墙的径向位移变化规律基本一 致,即洞周径向应变也呈现波峰波谷间隔分布的波 浪形变化,这种变化规律也与浅埋洞室洞周径向应 变随离洞壁距离的增大而逐渐减小的规律完全不 同,表明在径向应变较大的波峰部位为围岩破坏 区,在径向应变较小的波谷部位为围岩非破坏区, 光纤光栅应变传感器也测试得到洞周存在破裂与非 破裂交替的分区破裂化现象。 测点号 测点号 测点号 测点号 第 28 卷 第 9 期 张强勇,等. 深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究 1763 a 距洞口 10 cm 的洞周破裂分布 b 距洞口 20 cm 的洞周破裂分布 c 距洞口 30 cm 的洞周破裂分布正视图 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破裂区非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破裂区 破裂区 破裂区 破裂区 非破裂区 非破裂区 非破裂区 非破裂区 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 非 破 裂 区 1764 岩石力学与工程学报 2009年 d 距洞口 30 cm 的洞周破裂分布侧视图 图 11 开挖后模型洞周破裂分布 Fig.11 Failure distribution of cave-room of model after excavation 图 12 光纤光栅应变传感器布置示意图 Fig.12 Layout scheme of optical fiber strain sensors 图 13 光纤光栅应变传感器测得的测点径向应变的变化规律 Fig.13 Changing laws of radial strain measured by optical fiber strain sensors 6.3 应变片测量结果应变片测量结果 图14给出了洞周应变砖布置图。图15给出了 a I–I 断面 b III–III 断面 图 14 应变砖布置 Fig.14 layout scheme of strain gauge brick 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区 破 裂 区非 破 裂 区 破 裂 区 非 破 裂 区破 裂 区 非 破 裂 区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 破裂区 非破裂区 测点号 第 28 卷 第 9 期 张强勇,等. 深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究 1765 a I–I 断面 b II–II 断面 图 15 应变砖测得的洞周测点径向应变变化规律 Fig.15 Changing laws of radial strain of measuring points around cavity measured by strain gauge brick 应变砖测得洞周测点径向应变变化情况。由图15可 知,应变砖测得的洞周径向应变也出现了波峰与波 谷间隔分布的波浪形变化,这种变化规律与前面格 栅光尺多点位移计和光纤光栅应变传感器的测试变 化规律基本一致,表明洞室开挖后洞周存在破裂与 非破裂交替的分区破裂化现象。 7 结结 论论 通过淮南矿区丁集煤矿深部巷道在高地应力条 件下的相似材料三维地质力学模型试验,得到如下 结论 1 在国内采用铁晶砂胶结新型岩土相似材料 和自行研制的高地应力真三维加载模型试验系统, 通过三维地质力学模型试验首次再现出了深部巷道 围岩的分区破裂化现象。 2 采用高精度格栅光尺多点位移计、光纤光 栅应变传感器和应变砖等多种测试手段,测试获得 高地应力条件下深部巷道围岩的位移和径向应变呈 现波峰与波谷间隔分布的波浪形变化,该变化规律 表明洞周存在分区破裂,这与沿洞轴向横向切开模 型呈现的洞周出现破裂与非破裂交替的分区破裂现 象相一致。 3 试验结果表明,沿巷道洞轴向较大的开挖 应力是引起深部巷道围岩产生分区破裂的主要原 因。 4 模型试验揭示的洞周围岩分区破裂层数与 破裂区分布范围与现场实测结果基本一致,表明地 质力学模型试验能够有效模拟深部巷道在高地应力 作用下的非线性变形特征和破坏规律,这为深入研 究深部巷道围岩的非线性变形破坏机制奠定了坚实 的试验基础。 参考文献参考文献References [1] 钱七虎. 深部岩体工程响应的特征科学现象及“深部”的界定[J]. 东华理工学院学报,2004,2711–5.QIAN Qihu. The character scientific phenomena of engineering response to deep rock mass and the implication of deepness[J]. Journal of East China Institute of Technology,2004,2711–5.in Chinese [2] SHEMYAKIN E I,FISENKO G L,KURLENYA M V,et al. Zonal disintegration of rocks around underground workings,part Idata of in-situ observations[J]. Journal of Mining Science,1986,223 157–168. [3] SHEMYAKIN E I,FISENKO G L,KURLENYA M V,et al. Zonal disintegration of rocks around underground workings,part IIrock fracture simulated in equivalent materials[J]. Journal of Mining Science,1986,224223–232. [4] SHEMYAKIN E I,FISENKO G L,KURLENYA M V,et al. Zonal disintegration of rocks around underground workings,part III theoretical concepts[J]. Journal of Mining Science,1987,231 1–6. [5] SHEMYAKIN E I,KURLENYA M V,OPARIN V N,et al. Zonal disintegration of rocks around underground workings,part IV practical applications[J]. Journal of Mining Science, 1989, 254 297–302. 测点号 测点号 测点号 测点号 测点号 测点号 测点号 测点号 1766 岩石力学与工程学报 2009年 [6] ADAMS G D,JAGER A J. Etroscopic observations of rock fracturing ahead of the stope faces in deep-level gold mines[J]. Journal of the South Africa Institute of Mining and Metallurgy, 1980, 2 115–127. [7] 方祖烈. 软岩巷道维护原理与控制措施[C]// 何满潮编. 中国煤矿 软岩巷道支护理论与实践. 北京煤炭工业出版社,199664– 70.FANG Zulie. Support principles for roadway in soft rock and its controlling measures[C]// HE Manchao ed. Soft Rock Tunnel Support in Chinese MinesTheory and Practice. BeijingChina Coal Industry Publishing House,199664–70.in Chinese [8] 刘 高,王小春,聂德新. 金川矿区地下巷道围岩应力场特征及演 化机制[J]. 地质灾害与环境保护,2002,13440–45.LIU Gao, WANG Xiaochun,NIE Dexin. The characteristics and evolution mechanism of stresses in surrounding rocks of underground works in Jinchuan mine[J]. Journal of Geological Hazards and Environment Preservation,2002,13440–45.in Chinese [9] 李术才,王汉鹏,钱七虎,等. 深部巷道围岩分区破裂化现象现场 监测研究[J]. 岩石力学与工程学报,2008,2781 545–1 553.LI Shucai,WANG Hanpeng,QIAN Qihu,et al. In-situ monitoring research on zonal disintegration of surrounding rock mass in deep mine roadways[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2008,2781 545–1 553.in Chinese [10] 王明洋,戚承志,钱七虎. 深部岩体块系介质变形与运动特性 研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 2416 2 825–2 830.WANG Mingyang,QI Chengzhi,QIAN Qihu. Study on deation and motion characteristics of blocks in deep rock mass[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2005, 2416 2 825–2 830.in Chinese [11] 王明洋,宋 华,郑大亮. 深部巷道围岩的分区破裂机制及“深 部”界定探讨[J]. 岩石力学与工程学报, 2006, 259 1 771–1 776. WANG Mingyang,SONG Hua,ZHENG Daliang. On mechanism of zonal disintegration within rock mass around deep tunnel and definition of“deep rock engineering”[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,2591 771–1 776.in Chinese [12] 王明洋,周泽平,钱七虎. 深部岩体的构造和变形与破坏问题[J]. 岩石力学与工程学报,2006,253448–455.WANG Mingyang, ZHOU Zeping, QIAN Qihu. Tectonic, deation and failure problems of deep rock mass[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,253448–455.in Chinese [13] 周小平,钱七虎. 深埋巷道分区破裂化机制[J]. 岩石力学与工程学 报,2007,265877–885.ZHOU Xiaoping,
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