不同锚固参数岩体破裂变形特征研究

为探究在不同锚固参数条件下锚杆对深部巷道围岩拉剪复合破裂的控制作用,通过对准平面应变条件下不同锚固参数锚固体试件展开单侧临空加载试验,对比分析了不同锚固间距与锚固角度条件下锚固体拉剪破裂演化及变形特征。研究表明,水平锚固与倾斜锚固2种锚固方式均可有效提升试件的抗变形能力,对试件的变形破坏有明显抑制作用;水平锚固可以有效抑制试件张拉破裂,并在一定范围内随锚杆间距的减小抑制作用逐渐提升;倾斜锚固对试件剪切破裂抑制作用更加明显,且在倾斜锚固过程中存在最优锚固角度。此次试验为进一步展开研究提供了理论参考。

锚固参数差异对砂岩破坏特征及抗拉强度影响的试验研究

为揭示砂岩抗拉强度与锚固参数差异的关系,采用砂岩圆盘试件进行巴西劈裂试验,分析探讨锚固参数差异对砂岩破坏特征及抗拉强度的影响机制。通过对比2种不同的锚固方式,发现全长锚固方式对试件的抗拉强度提升较大,强度提升率达到了39.77%,锚固效果更加显著;通过提升端锚试件预紧力发现,锚固预紧力可以有效提高试件的抗拉强度,抑制试件微裂隙的发育扩展,有效地增强试件的承载能力。

裂隙岩体细观裂纹演化机制及局部力学特性研究

为研究含裂隙砂岩局部细观力学特性及不同倾角下岩体内部裂纹发育特征,通过单轴压缩试验及PFC^(2D)程序对不同角度单裂隙红砂岩进行细观裂纹演化模拟及裂隙周边应力监测分析,结果表明,单一裂隙的存在会显著影响完整试样的宏观破坏模式;在一定角度范围内,初始裂纹萌生于预制裂隙处,并随裂隙角度的增加,萌生位置的范围也增大,裂隙尖端微裂纹的集结效应越不明显;裂隙两尖端位置与上(下)部位置的应力峰值之差,随着裂隙角增大而逐渐减小。

方形巷道围岩拉剪破裂网络发育及演化规律

为了研究方形巷道围岩拉剪破裂机制及其演化规律,基于有限元数值模拟试验和相似材料模拟试验,建立静水压力条件下平面应变方形巷道模型,对比分析了不同埋深条件下巷道围岩拉剪破裂网络发育及演化规律。结果表明:随着埋深增加,方形巷道围岩拉剪破裂网络以方形绕轴旋转的方式向巷道深部围岩扩展发育,剪切破裂首先由巷道4个角点形成并以剪切滑移方式发育扩展,拉破裂沿方形巷道围岩最大主应力方向发育;通过自行研制的双轴加载试验台进行相似材料模拟试验,发现剪切破裂首先出现在方形巷道4个角点,随着埋深增加,顶底板和两帮浅部围岩出现冒顶、底臌、片帮等现象,深部围岩出现剪切破裂并逐渐发育贯通;通过相似材料模拟试验与数值模拟试验对比,发现两者围岩破裂形式及塑性区形态基本一致,据此提出了方形巷道围岩拉剪破裂网络形态发育规律概念化模型,可为实现方形巷道的靶向支护提供理论基础。