动力扰动下深部开挖洞室围岩分层断裂破坏机制模型试验研究

为研究动、静组合加载下深部巷道围岩分区破裂化的机制，在instron电液伺服材料试验机上对用石膏制作的深部洞室模型进行了动、静组合加载试验。为进一步分析动、静组合加载下深部巷道围岩分层断裂化的力学本质，将动、静组合加载下深部巷道围岩近似视为若干个二维动、静组合加载试样的组合体，并用红砂岩试样进行了二维动、静组合加载试验。试验结果表明，巷道轴向应力为最大主应力且大于一定值时，围岩会发生分层断裂现象；巷道轴向应力为最大主应力且与外部扰动应力叠加达到一定值时，围岩也会发生分层断裂现象；巷道直径越大，在相同的动、静组合加载条件下，更易发生分层断裂现象；相同直径的巷道，在不同的动、静组合加载作用下，巷道围岩分层断裂化程度不同，动、静组合应力叠加值越大，分层断裂化程度越严重；应力状态对试样裂纹扩展及分布方向起着主导作用，试样破裂面一般垂直于最小主应力方向（在最小主应力面内），与最大主应力方向一致；深部巷道围岩存在形成破裂圈的应力状态，这样的应力状态可诱发巷道围岩分区破裂现象的发生。