深部资源开采过程中,岩体力学行为及灾变过程极其复杂,经典岩体力学理论已不能有效描述。国内外学者相继提出了“深部”的概念,并发展了针对深部的工程技术与工程建议。
深部岩体力学常出现异于常态的力学行为,目前普遍认为“深部”是采动力学行为由以线性为主转为非线性为主的深度,或是表现出某些特殊工程现象的临界深度,但并未强调围岩所处应力环境与状态,这与工程实践有所差异。谢和平团队针对该问题开展了深入探索,通过对大量现场地应力测试统计分析认为,深部不是(深度的)位置概念,而是一种力学状态。
随着深度的增加,地应力状态逐渐从浅部的构造应力主导状态向深部静水压力状态转变,即理论上到达一定临界深度后呈现出三向等压的静水压力状态(σ1=σ2=σ3),相关研究通过力学分析为深部界定提供一个机理性的、定量化的描述,有效指导了深部资源的开采及其灾害防控。
目前,关于“深部”,学术界最大共识在于其深部“三高一扰动”(高地应力、高地度、高渗透压,开挖扰动)特征。并且普遍认为“三高”环境导致岩石的组织结构、基本力学特征和工程响应与浅部相比都将发生变化,是深部工程灾害频发且不同于浅部灾害形式的主要原因之一。
参考文献:《深部煤岩原位扰动力学行为研究》
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