1、這些年來(lái)，深部地下洞室工程在地下工程中所占的比重越來(lái)越大，對(duì)于深部洞室中的各種巖石破裂現(xiàn)象的研究也有了新的發(fā)現(xiàn)。在高地應(yīng)力，高溫，大擾動(dòng)等復(fù)雜情況下，深部巖體破壞出現(xiàn)了與淺部巖體截然不同的破壞現(xiàn)象，其中，分區(qū)破裂現(xiàn)象十分引人關(guān)注。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，以淮南礦區(qū)丁集煤礦深部巷道為工程背景，基于模型試驗(yàn)相似理論，依托自主研制的大型真三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)多個(gè)不同工況的地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究不同洞室形態(tài)、不同地應(yīng)力加載方向和含

2、有夾層等因素對(duì)分區(qū)破裂破壞模式的影響，對(duì)研究分區(qū)破裂的影響因素及形成機(jī)制有十分重要的意義。本文的研究工作和相關(guān)結(jié)果如下:
　　 (1)自主研制了高地應(yīng)力真三維加載模型試驗(yàn)系統(tǒng)，最大壓力加載值為31.5Mpa，可用于同步、獨(dú)立地向模型施加三軸高地應(yīng)力。
　　 (2)開(kāi)展了預(yù)留洞室軸向壓縮破壞的模型試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)軸向高地應(yīng)力下的洞室圍巖出現(xiàn)了多條間隔破壞線，驗(yàn)證了軸向高地應(yīng)力是導(dǎo)致產(chǎn)生分區(qū)破裂的重要因素。
　　 (3)在

3、圓形、城門洞形、矩形等不同洞形條件下進(jìn)行模型試驗(yàn)，均再現(xiàn)了分區(qū)破裂現(xiàn)象。得出:在動(dòng)力開(kāi)挖下，初始最大主應(yīng)力平行于洞軸方向且其量值超過(guò)1.5倍圍巖的抗壓強(qiáng)度是深部洞室圍巖產(chǎn)生分區(qū)破裂的重要條件;分區(qū)破裂縱向裂紋與巷道軸線基本平行;分區(qū)破裂的范圍與洞形和洞室尺寸密切有關(guān)，洞室尺寸越大，分區(qū)破裂范圍就越大;分區(qū)破裂形狀與洞形無(wú)關(guān)，在不同洞型條件下，圍巖分區(qū)破裂最外邊界的形狀均為近似的圓形;相鄰兩破壞區(qū)的平均半徑之比在1.3～1.4之間，基本符

4、合√2的模數(shù)關(guān)系，即ri=√2ri-1（i=1，2，3，4），其中i為破裂區(qū)的編號(hào)，r0為巷道的半徑或?qū)挾取?br>　　 (4)試驗(yàn)得到含有夾層的模型在動(dòng)力開(kāi)挖且平行于洞軸方向的初始最大主應(yīng)力超過(guò)1.5倍圍巖的抗壓強(qiáng)度時(shí)會(huì)出現(xiàn)分區(qū)破裂。
　　 (5)通過(guò)初始最大主應(yīng)力平行和垂直洞軸方向條件下的模型試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)初始最大主應(yīng)力垂直于洞軸向時(shí)，模型出現(xiàn)塑性松動(dòng)圈破壞區(qū)，不會(huì)出現(xiàn)分區(qū)破裂現(xiàn)象。
　　 (6)基于應(yīng)變能密度理論進(jìn)行