煤炭学报

作者：于远祥, 王赋宇, 任建喜, 李鑫, 王树明, 邵红旗,

关键词：深埋岩体, 分区破裂, 托板作用, 时空效应, 影响规律,

分区破裂是深部岩体在众多敏感因素综合作用下发生的复杂时空演化过程。以深埋洞室围岩初期支护后的预应力全长锚固锚杆为研究对象，考虑不同大小托板反力作用对洞室围岩强度参数的影响，基于分区破裂条件下锚杆所呈现的拉-压交替受力特征，建立了杆体与围岩协调变形的力学分析模型，推导了围岩分区破裂后锚杆中性点位置的计算公式，进而对不同托板反力作用下的围岩分区厚度、破裂范围及数量进行了反演分析;根据围岩弹塑性界面上岩体的非线性流变模型及其在切向与径向所受的最大偏应力，提出了弹塑性界面岩体破裂发生时刻的理论公式。结果表明:① 在分区破裂条件下，深埋洞室围岩与预应力锚杆产生协调变形，沿杆体长度方向存在多个处于拉-压受力平衡的中性点，在各中性点附近的弹塑性界面上岩体具有显著的流变特性。当该界面岩体所受最大偏应力超过其长期强度时即发生脆性拉裂;② 预应力全长锚固锚杆对围岩强度参数具有重要影响，预应力的增加能够有效改善围岩的承载特性，围岩分区厚度、破裂区宽度与数量以及弹塑性界面上岩体破裂发生时刻随锚杆预应力的变化而变化;③ 在锚杆预应力作用下围岩强度的提高对洞壁岩体破裂具有一定的抑制作用。随着锚杆预应力的逐渐增大，靠近洞壁处的第1个锚杆中性点逐步向洞壁表面移动，洞壁岩体破裂区厚度也逐渐减小直至不再破裂;④ 通过算例分析对上述认识的合理性进行了验证。

来源：2020年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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