巷道圍巖蠕變特性及非定常蠕變模型研究

魯明星，馬占武，田 帥

(遼寧科技大學 土木工程學院， 遼寧 鞍山 114051)

0 引 言

隨著開采規模和開采深度的增大，礦井巖體系統失穩災害發生頻度和規模均呈增大趨勢，而這種巖體系統災害形式主要表現為流變。因此，研究巖石在外部荷載作用下的流變力學特性，建立巖石流變機理理論，對深部圍巖支護具有重要的指導價值[1-3]。另外，隨著開采深度的加深，巷道在高地應力、高孔隙水壓力和高溫條件下開挖和支護難度越來越大。深部圍巖的變形破壞主要是在流固耦合作用下發生的蠕變破壞，所以對巖體蠕變破壞機理的研究具有重要意義[4-5]。近年來，力學試驗設備和技術迅速發展，眾多學者對巖石蠕變進行了一系列研究并取得許多成果。杜超等[6]對湖北云應礦業技術開發有限公司的鹽巖開展三軸蠕變試驗，發現穩態蠕變速率隨著圍壓升高而減小，得出鹽巖的蠕變變形由應變硬化和應變軟化2個機制共同決定，將內應力作為內變量來描述這種內部微觀結構的演化過程效果很好。孫金山等[7]利用二維顆粒流數值模擬方法對巖石的蠕變損傷和斷裂的細觀力學機制進行了分析，得出荷載大小對巖樣的損傷演化過程影響程度與時間有關；在穩定演化階段的后期至斷裂過程中，低荷載下巖樣的損傷增速比高荷載下快。王軍保等[8]針對江蘇淮安鹽巖展開三軸壓縮分級加載蠕變試驗，基于非線性流變力學理論，建立可以描述鹽巖非線性蠕變特性的MBurgers模型，并用該模型對其參數進行反演識別。……