为了研究卸载条件下裂隙岩石破坏规律,以理想岩石中预制单裂隙角度为π/4试件的三轴压缩试验为基础,利用莫尔-库伦准则对岩石裂隙破坏过程进行理论分析,得出了理想条件下的单裂隙岩石破坏规律。结果表明,单裂隙岩石破坏分为3个阶段:卸载初期,岩石变形处于弹性阶段,岩石裂隙对于岩石强度影响相对较小;卸载中期,岩石裂隙进一步发生破坏,裂隙破坏以扩张为主,并且裂隙尖端处产生应力集中;卸载后期,岩石产生新裂隙,预制裂隙进一步发生破坏,直至岩石整体破坏。

为探索岩石在载荷作用下变形破坏过程中能量的能量演化机制,对红砂岩进行了单轴、三轴压缩试验,获得了岩石加载过程中能量随应力、应变的演化与分配规律.结果表明:岩石的变形破坏过程是能量耗散与释放的结果;单轴压缩及较低围压下岩石在峰值后积聚的能量突然释放,这也是其呈现脆性破坏的主要原因;在较高围压下,岩石峰后能量随围压的升高由释放向逐渐耗散转变.

为了解岩石损伤变形破坏过程中产生的声发射信号的级频维数特征,利用先进的MTS815岩石力学性能试验系统和PAC的DISP-II声发射仪,对大理岩试样进行了常温下力学性能的实验研究和理论分析,系统地分析了岩石变形破坏过程中的声发射特征及其力学机制.研究结果表明:在同一应力水平下,随着嵌入空间维数m值增大,声发射过程的关联维数也相应增加,而自相似程度随着m值的增大而减弱;级频分形维数随着岩样所受应力的增加呈降低的趋势,试件破坏时级频分形维数达到某一最小值,这体现了岩样破坏前损伤局部化特征.

岩石变形破坏的熵突变过程与破坏判据，周翠英，张乐民，在岩石的变形破坏过程中，当岩石进入不稳定的破裂发展阶段之后，系统不断调整结构抵抗外力的扰动，裂纹向局域集中的有序方向发展

在分析GIS空间数据模型和FLAC3D初始单元模型的基础上,通过GIS栅格数据模型与FLAC3D的六面体单元(Brick)模型的数据耦合,提出了两者耦合下的煤矿采场三维空间构模方法。利用该方法在数值模拟计算结果的基础上建立了GIS时空数据库,以"三带"的断裂带上限值定义了上覆岩层破坏高度函数。结合汝箕沟煤矿32211工作面的开采实际,计算了工作面上覆岩层破坏空间分布,给出了终采线附近上覆岩层破坏高度。

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明:复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。

以常顺煤矿9105进风巷为研究对象,采用理论分析的方法对受强烈动压影响巷道围岩的破坏机理进行深入研究,结合工程经验确定了9105进风巷围岩变形控制技术对策,制定了高预应力强力全锚索支护方案与支护参数。9105进风巷支护试验结果表明:高预应力强力锚索支护技术对强烈动压巷道服务期间围岩变形控制效果显著,提高了常顺矿煤炭资源利用率,为矿井后续强烈动压巷道的使用提供技术依据。

针对大采高综采煤壁片帮频繁发生的问题,基于FLAC3D数值模拟软件,研究煤壁前方破坏面积分布特征,结果显示当采高超过4 m、工作面宽度超过210 m时片帮显著加重。采用3DEC软件研究了大采高覆岩变形破坏规律。

以任楼煤矿含水层上穿过F2断层组的中六运输大巷的安全开掘为工程背景,研究含水层上断层区巷道围岩控制技术。基于断层岩性组成,结合水文地质条件分析原岩应力、构造应力和水压等多种应力叠加特征,得到巷道开挖后围岩变形破坏规律:巷道在断层带10 m范围内变形破坏严重,同一标高断层上盘围岩破坏范围大于下盘,在含水层上方巷道底鼓量大。确定了巷道重点支护区域和加固的关键部位,并提出该类巷道的围岩控制技术:超前注浆、喷锚注阶段加固为基础支护,再实施关键部位锚索加固和围岩注浆技术。工程实践表明,采用区域化分阶段支护技术,巷道围岩变形得到有效控制。

为了研究张庄矿巷道在掘进过程中过断层所产生的围岩破坏范围,采用数值模拟的研究方法。为保证数值模拟结果的准确性,采用了钻心取样的方法,对巷道顶底板的岩性进行了分析,并在实验室对各个岩层的密度、内摩擦角、剪切模量、体积模量和粘结力进行了实验室测定。从模拟结果中可以看出:巷道过断层时断层上盘的围岩破坏范围大于下盘处的围岩破坏范围;上盘处巷道的围岩移近量大于下盘处的巷道围岩移近量。