深埋巷道分区破裂化机制

深部巷道外部受到远场原岩应力的作用,而内壁受到一个随时间变化的内压作用,开挖过程是动力问题,其运动方程可以用位移势函数来表达。通过对运动方程进行Laplace变换,进而求得其通解。根据弹性力学知识和边界条件得到巷道围岩由于开挖扰动和原岩应力作用引起的弹性应力场和位移场。当该弹性应力场满足破裂条件时,岩体发生破裂,位移不连续,形成破裂区。结合断裂力学知识,确定破裂区岩体的残余强度和产生破裂区的时间,进而确定破裂区和非破裂区的宽度和数量。数值分析结果表明,巷道分区破裂化的产生跟开挖速度与岩石强度有关。该研究可为深部岩体的开挖和支护设计提供初步的理论基础。