深部硬岩巷道围岩变形特征及其控制技术

为探究深部硬岩巷道在复杂地质条件下的变形特性,本文以纱岭金矿-1465 m深部主巷为工程背景,通过现场工程地质调查获取了围岩的结构面信息,并计算岩体中的优势节理组和RQD值,对其地质环境和岩体条件进行概述。采用振弦式微应变传感器对调查点巷道的围岩进行监测,提取巷道顶板和两帮距离揭露面不同深度围岩随时间的变形数据,总结和分析深部硬岩巷道在高应力和复杂地质条件下围岩的变形特征。基于岩体条件和围岩变形规律提出该巷道宜采用“树脂锚杆+金属网+喷射混凝土”支护,并应用有限元数值模拟软件Phase 2对该支护方式进行有效性检验,结果表明,采用该支护方式可有效降低围岩的变形量。

不同三维应力条件下硬岩巷道围岩的破坏特征及能量分布

为了研究开挖巷道围岩在不同三维应力条件下的破坏特征,采用TRW3000岩石真三轴电液伺服试验系统对含圆孔花岗岩试件进行三轴加载试验,并利用微型高清摄像系统实时记录圆孔附近的失效过程。结果表明,低应力条件下,圆孔内壁主要发生层裂破坏;高应力条件下,圆孔周边主要发生岩爆破坏。增加水平方向的应力可以抑制围岩发生岩爆。进一步数值模拟不同应力条件下圆孔周边的应变能密度(SED)演化过程。模拟结果表明,随着水平应力的增加,圆孔周边的SED分布逐渐减小;圆孔周边SED分布与实验记录的损伤分布基本一致,主要表现为蝶形、耳形和环形分布。

厚径比对高阻尼橡胶材料的缓冲吸能特性实验

为减少深部强扰动诱发的岩石冒落、岩爆等动力灾害,将具有良好防冲和吸能特性的高阻尼橡胶材料应用于拟研发的新型小应变吸能锚杆中.为系统评价厚径比对高阻尼橡胶材料缓冲吸能的影响,采用落锤冲击系统和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对不同厚径比的高阻尼橡胶试样和“橡胶-花岗岩”组合试样进行冲击实验.落锤实验结果表明,相同冲击条件下,随着厚径比增大材料的动力响应呈幂函数趋势递减,且当厚径比大于0.6时材料动力响应变化幅度趋于平稳.同时,在同落距的6次单独重复冲击中,材料每次动力响应峰值与第一次动力响应相比其改变幅值均在15%以内;SHPB冲击结果表明,材料在厚径比0.3处取得最大吸能率为0.336.在相同气压冲击下,“橡胶-花岗岩”组合试样的花岗岩分形维数(D)随着厚径比增大呈幂函数递减,在厚径比大于0.3时D值趋于平稳,变化幅值较小.