基于PFC~(3D)的深埋圆形巷道变形破裂时效特征分析

深部岩体的变形破裂时效特征是事关巷道稳定性与控制的关键问题,文章以某深埋巷道工程为背景,采用离散颗粒元软件PFC~(3D)以及物理模型试验分析了巷道周边岩体的变形破裂时空演变规律与机理。研究结果表明:(1)巷道围岩变形与巷道开挖时间呈"台阶式"增长关系,与其距巷道表面的距离则呈指数衰减关系;(2)随着巷道向前推进,巷道两帮岩体会在拱腰附近出现往深处以及顶底板方向逐渐扩展的剪切滑移裂纹,同时其裂纹数目、破裂分形维数值将呈指数衰减式增长变化;(3)巷道岩体剪应力传递是一个滞后和衰减的过程,巷道开挖将使巷道两帮浅部岩体剪应力迅速增大而发生屈服破裂现象。当发生屈服时,该处岩体剪应力将往深处传递,导致邻近岩体发生延性剪切破坏,进而产生明显的剪切滑移裂纹。