深部巷道围岩分区破裂化的三维光弹试验

作     者：胡南燕 刘兰心 黄建彬 付晗 陈敦熙 罗斌玉 HU Nanyan;LIU Lanxin;HUANG Jianbin;FU Han;CHEN Dunxi;LUO Binyu

作者机构：武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室武汉430081 

出 版 物：《有色金属工程》 (Nonferrous Metals Engineering)

年 卷 期：2023年第13卷第3期

页      面：102-109页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：省级大学生创新创业训练计划项目(S202110488008) 湖北省重点研发计划项目(2020BCA082)。 

主　　题：深部巷道 分区破裂 三维光弹试验 应力分布 应力冻结 

摘      要：为研究深部巷道围岩分区破裂的形成机理,采用三维光弹应力冻结试验法研究深部巷道围岩的应力分布。光弹试验模型在径向约束条件下分别沿巷道轴向施加5、30、50、70和90 kN的荷载,光弹切片直观地呈现分区破裂围岩应力场。结果显示:当轴向应力达到一定水平时,巷道围岩应力分布呈现与巷道同心的完整圆环形,巷道附近围岩应力最大。随着巷道轴向应力的增大,与巷道同心的圆环形应力圈数增多,应力水平提高,且最大应力有远离巷道表面的趋势。研究表明:巷道轴向应力决定了分区破裂产生的破裂圈数,是影响巷道分区破裂的主要因素。随着轴向应力的增大,高地应力“绕过巷道。三维光弹试验法为分区破裂力学研究带来方法上的进步。研究成果可为巷道围岩稳定性控制提供新的思路,为巷道的开挖和支护设计提供理论基础。