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在深部开采中,巷道围岩内部产生了多区域、大范围的非连续破裂现象,此时围岩力学性能主要受节理等破裂区控制,因节理变形失稳而引发的顶板垮落、片帮、底鼓等巷道破坏现象日趋严重;同时围岩易沿节理剪切滑移,致使锚杆剪切破坏而失去锚固作用,给深部巷道支护设计带来了严重挑战。因此,开展锚固支护下非连续破裂围岩失稳控制机理的研究,对保障煤矿巷道的安全稳定性具有重要意义。本文采用声发射和数字散斑试验、数值模拟以及理论分析的方法,探讨了深部巷道围岩破裂形成机制,分析了节理岩石变形失稳特性,研究了锚固岩石中锚杆抗拉剪力学性能及锚固效应,揭示了节理岩石变形失稳及锚固控制机理,取得了如下主要研究成果: 首先,基于非静水压力下条件下巷道围岩不同位置处的应力状态分析,总结了围岩应力在巷道顶板、底板及两帮的分布规律和变化特征;通过钻孔电视探测围岩破裂特征,获得了巷道围岩破裂分布状况及规律;结合岩石在不同应力条件下变形破坏特征,得到了围岩破裂形态与应力分布之间的关系:当λ<1时,在两帮围岩应力σ1>σ2,σ3,易产生垂直裂隙和破碎区;λ=0时,在巷道顶、底板易产生环向裂隙和离层。 其次,通过对不同倾角节理岩石变形失稳的力学特性进行研究,分析了单、双节理岩石试件应力场、位移场的分布和演化特征,以及峰值强度和弹性模量随节理倾角变化的规律:随着节理倾角的增大,岩石峰值强度和弹性模量呈减小趋势,且随倾角变化曲线服从多项式函数;探究了不同节理倾角、节理数目对岩石试件力学性能的影响,得到了不同节理倾角岩石试件在加载条件下剪切滑移变形破坏过程:即节理填充物压密、岩石基体滑移、次生裂隙萌生扩展3个阶段。 最后,采用数字散斑、数值模拟等方法对节理加锚岩石锚固控制机理进行了研究,分析了加锚岩石试件的变形破坏特征、峰后裂隙扩展模式;并划分为底部岩石起裂、节理面错动致裂、上部岩石裂隙扩展、裂隙整体贯通4阶段;通过对锚固岩石和锚杆变形破坏及应力分布规律的研究,得到了锚杆受力变形特性,揭示了节理岩石变形失稳过程中锚杆抗拉剪力学机理:锚杆分担外界剪力产生拉压、剪切和弯曲变形,通过摩擦效应为节理提供抗剪能力,产生节理与锚杆相互作用效果。