在深部矿山开采过程中，受高地应力和工程卸荷扰动等因素影响，硬岩易发生浅部少见的高应力诱导破坏现象，表现为围岩被近似平行于自由面的裂隙切割，形成一层层近似平行开挖面的薄板状岩片，这种破坏现象被称为板裂破坏，英文表述称其为“spalling”或者“ slabbing” 。

       板裂破坏的产生与围岩内部张拉裂纹的扩展与贯通密切相关，在一些情况下还表现出与时间有关的破坏过程，是深部硬岩典型破坏形式之一。 在不支护和非均匀应力场条件下，随着板裂过程发展会在洞壁形成一个 V 形破坏区。

　　板裂破坏在深部硬岩巷道中经常出现，给深部硬岩矿山开采中巷道施工、支护及后期维护等带来许多不利因素，严重影响巷道的长期稳定，而诱发岩爆动力灾害则往往造成人员伤亡、设备损坏和工期延误 ，给深部硬岩矿山安全高效开采和持续发展提出了巨大的挑战。 在众多因素影响下，目前对板裂破坏发生机理以及板裂破坏诱发岩爆灾害的作用机制仍难以给出合理解释。

　　针对板裂破坏试验研究中存在的问题和难题，南华大学资源环境与安全工程学院罗勇副教授认为接下来深部巷道围岩板裂破坏室内试验模拟研究，有如下 3 个发展趋势和方向：

　　1)研发与岩石性质一致或相似的新材料，结合3D 打印技术构筑出能真实反映深部岩体地质结构弱面、缺陷的大尺度巷道开挖模型试验试样。 通常，巷道板裂破坏实质是围岩内部细微裂隙萌生、扩展、贯通的结果，掌握板裂形成过程中微裂隙萌生、扩展、贯通规律对认识板裂机制非常重要。 因此，在开展巷道围岩板裂破坏室内物理模型试验时，所选用的相似材料不仅需与岩石的力学特性一致或相近，同时也需在细宏观破裂特征上与岩石相一致或相近，即研发的新材料在力学特性和细宏观破裂上与岩石相一致或相近是巷道板裂破坏物理模型试验的关键。 同时，借助 3D 打印技术，构筑出与现场巷道相似的含结构弱面、缺陷的大尺度巷道物理模型，以使室内巷道模型试样更能真实还原现场巷道。

　　2)研制适应大尺度试样的高吨位、多场耦合真三轴试验机和与之配套能够在真三轴加载条件实现试样内部开挖成孔的试验装置。 岩石力学室内试验设备的研制和改进不断推动着岩石力学向前发展，采用不同功能的试验设备可以揭示岩石在不同环境中本构规律。 岩石或岩体的力学特性、破坏行为不仅与其应力状态有关，还与其所经历的应力路径和所处环境中水、温度等影响密切相关。 而研制高吨位、多场耦合真三轴试验机和配套的开挖成孔试验装置，开展大尺度巷道物理模型室内试验，可以较好解决目前室内巷道模型板裂试验中受尺寸效应、边界效应影响的难题，同时也能更真实模拟现场巷道围岩的应力状态、应力路径以及地质环境中水、温度等条件。

　　3)开发新的监测技术和软件，在试验过程中能够实时将围岩变形、裂隙萌生和扩展、应力演化等关键信息动态、直观呈现出来。 目前，在巷道围岩板裂破坏试验研究中存在一个重大难题，即在试验过程中已有试验监测手段难以实时直接观测到内部围岩的物理演化过程。 虽然近年来数值模拟方法得到了广泛的应用，可以在一定程度对这一过程实现可视化，但数值模拟方法在模型参数校核时大都是从强度变形参数和宏观破坏形态上去校核，而忽略了岩石介质真实的复杂结构，难以真实反映出板裂破坏的应力、变形以及微细观破裂机制。 因此，需进一步开发新的监测技术和软件，以在试验过程中实现围岩内部“看不见、摸不着”的应力、变形、裂隙演化等关键信息的直观展现和量化。

　　在实现以上 3 点的基础上，开展大量室内巷道板裂破坏试验模拟，利用新的监测技术和软件获取巷道模型板裂破坏过程中围岩应力、变形、破坏信息，总结板裂破坏宏细观特征和演化规律，明确应力、变形、破坏三者之间的对应关系，找出能量化板裂破坏关键信息的具体指标，构建合理板裂破坏力学模型，进而建立含关键指标的板裂破坏判据。

来源：《深部硬岩巷道围岩板裂破坏试验研究进展与展望》