深部层状岩体巷道承载特性的物理模拟试验研究

苏士龙¹，顾晓伟²，张力²，史新帅²

1. 华晋焦煤有限责任公司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：为研究深部高应力条件下层状岩体巷道的承载特性及失稳机理,采用物理相似模拟试验方法,并借助高速摄像机、静态电阻应变仪、位移计等手段,研究了不同支护方式(无支护、锚杆支护、锚杆索支护)层状岩体巷道的变形破坏特征和应力演化规律;同时,从压力拱的角度分析了层状岩体巷道的成拱特性。研究结果表明:无支护条件下,巷道围岩变形破坏严重,顶板大面积垮落,呈现倒V型破坏区,无法形成有效的压力拱结构;采取锚杆支护和锚杆索支护后,巷道围岩应力状态得到改善,能够形成有效的压力拱,围岩变形量减小。研究成果为类似地质条件巷道支护设计提供了依据。

关键词：层状岩体;承载特性;失稳机理;相似模拟试验;变形破坏特征;