本项目紧紧围绕动力扰动下深部高应力巷道围岩分区破裂机制的科学问题开展研究,旨在探讨动、静载荷条件下分区破裂现象的机制和规律。首先,在中南大学INSTRON电液伺服材料试验机上进行三维动静组合加载试验,再现动力扰动下高应力巷道围岩分区破裂化现象,研究巷道围岩在不同静压下受不同频率和不同幅值动力扰动作用时的力学响应和破坏特征,为动力扰动下深部巷道围岩分区破裂化机制分析提供试验依据;然后利用深部巷道围岩动静载荷耦合作用非线性损伤本构模型,嵌入到岩石破裂过程分析系统中,采用大规模并行计算技术进行动力扰动下高应力巷道围岩分区破裂的数值试验,通过应力场、损伤场、速度与位移场的演化信息来解读动静载荷耦合作用下巷道围岩分区破裂的机制;综合分析分区破裂化物理试验、理论分析和数值模拟结果,提出动力扰动下深部巷道围岩的稳定条件,为深部巷道围岩的支护设计和稳定性评价提供依据。研究成果对深部开采设计及为寻求我国深部开采工程稳定和破碎的新理论和新方法具有重要的指导意义。
英文主题词deep roadway; zonal disintegration; static-dynamic coupling loading; constitutive equation; parallel computing