高垂直应力状态下巷道围岩分区破坏特征试验研究

通过自行研制的CM60/10平面应变试验台配合三轴伺服试验机，发挥伺服稳压性能，采用相似材料模拟配合数值模拟验证的手段，分析了高地应力<1状态下无支护巷道围岩破坏过程及特征。试验结果表明：1）破坏首先发育在巷道两帮中线，局部破坏产生后，逐渐形成一对“楔形”破坏区域。在应力卸压区内，围岩呈分区破裂形式。深部滑移线由“楔形”破坏区域尖端点处开始延伸，基本符合对数螺线形式；2）巷道破坏过程中，依次出现“楔形破裂带”，“二次破裂带”“贯通失稳带”3个过程分区。研究指出此类地应力下不同变形时期内，除控制顶底板初始变形外，围岩裂隙控制的重点应依次在巷道两帮、肩部和底角、顶板；3）通过对<1状态下围岩破坏的数值模拟发现：两帮围岩垂直应力呈“波浪状”分布，塑性破坏区呈“分区演化”，垂直位移呈“锯齿状”分布，与物理试验基本吻合。