多重作用耦合扰动亚临界状态下裂隙岩体变形演化机制及应用

正确地阐明和刻划裂隙岩体在多重作用耦合扰动下亚临界状态时内部缺陷的演化规律和物理力学过程，获取裂隙岩体亚临界状态下裂纹扩展路径，对于寻求合理可行的诱导矿岩崩落的技术措施，提高采场崩落效率，以及采矿工程的合理设计具有十分重要的科学意义与工程应用价值。本研究是在已有研究成果的基础上，采用室内试验与理论分析相结合、宏观与微观结合、动与静结合等系统研究方法，通过多学科交叉，室内实验、理论分析和数值计算等手段，对多重作用耦合扰动下亚临界状态裂隙岩体内部缺陷演化规律及变形机理进行研究，并建立相应的耦合模型及强度判别准则，将相应的研究成果应用于深部采矿工程中。

（1）运用卸荷岩体力学理论，进行了连续卸荷计算，获得了采动卸荷岩体力学参数的劣化规律。.（2）运用RFPA软件，建立了基于卸荷理论的采动岩体损伤力学等效数值模型，研究了采动岩体破坏过程和声发射效应，获得了采动岩体损伤力学参数的劣化规律。.（3）以寒区花岗岩为岩样，进行了冻融实验，开展了温度场-应力场耦合作用下的岩石损伤劣化机理研究。.（4）建立了卸荷模拟的计算流程，基于开挖卸荷过程中岩体力学参数变化规律，利用有限元软件MIDAS/GTS对地下连续采矿过程进行了卸荷响应特性分析。.（5）运用PFC2D颗粒流软件，开展了节理裂隙岩石直剪数值模拟试验，获得了铜坑矿锌铜矿裂隙节理结构面的抗剪力学参数。.（6）针对不同节理分布的岩石，利用RFPA岩石破裂软件，研究分析了不同外部应力作用下的损伤演化模式及破坏特征。.（7）利用UDEC离散元软件，开展了不同采场结构尺寸条件下的节理岩体采动围岩损伤及破坏规律研究。.（8）在爆破漏斗试验的基础上，开展了井下深孔爆破试验并实施了爆破振动监测，研究了爆破冲击条件下应力波的传播、叠加、衰减规律研究。.（9）通过开展爆破试验，利用核磁共振技术，研究了爆破冲击载荷作用下岩石内部微孔隙扩展及岩石力学参数劣化损伤过程。.（10）根据相似理论，开展了相似材料配比试验并确定了最优配比，建立了相似材料物理模型，模拟了多重作用耦合条件下，分步开挖时露天境界顶柱变形和力学演化规律。.（11）应用核磁共振技术，开展了岩石孔隙结构特性测定实验，获得了岩石微观结构的损伤破坏过程。.（12）完成了岩石冻融循环试验和基于核磁共振技术的岩石微观结构损伤测试.（13）利用RFPA岩石破裂软件研究了不同均质度下岩石损伤演化及破坏特性，并分析了均质度对岩石声发射的影响。