西部侏罗系软岩巷道松动圈演化机理模型试验

孟波¹，靖洪文^1,2，朱谭谭¹

1. 中国矿业大学力学与建筑工程学院2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：采用大比例尺物理模型试验的研究方法,分析了西部侏罗系软岩巷道松动圈形成及其发展过程中围岩破裂与应力演化规律,对松动圈形成及稳定机理进行了探讨.结果表明,巷道开挖后围岩在应力差作用下发生塑性剪切变形,塑性剪应变集中分布,形成宏观滑移迹线.滑移迹线交汇联通形成的剪切楔体在后续压力作用下向巷道内部旋转滑移及二次破坏是围岩碎胀变形的主要原因.剪切楔体之间相互阻挡和挤压,在松动圈内部形成空间上的结构效应,使围岩具有一定的残余承载能力而不发生垮塌.根据剪切楔体的形成和运动情况,将松动圈发展演化过程分为剪切滑移迹线形成期、楔体形成期、块体滑移期、块体塌落挤密期4个阶段.在松动圈Ⅲ期,甚至Ⅲ期之前即对浅部围岩施加锚杆、注浆等支护手段提高浅部围岩残余强度对巷道稳定性控制具有重要意义.

关键词：松动圈;演化过程;剪切滑移;结构效应;塑性剪应变;