720 工程科学学报，第42卷，第6期 之 20 2.5 12 10 ◆Area of damage zone Maxinum horizontal principal stress/ Minimum horizontal principal stress 0.5. ....Linear(area of damage zone) 1.0×10-2m1.0×10-131.0x10161.0×10-141.0×10-121.0×1010 %0 /ssa.ns 20 25303540 45 Permeablility/m2 Minimum horizontal principal stress/MPa 图7围岩渗透率对损伤破裂区的作用规律 国8围岩损伤破裂区与地应力条件关系 Fig.7 Effect of country rock permeability on the damage zone Fig.8 Relationship between damage zone and geostress conditions 术得到的纱岭金矿主井3个主应力以及孔隙水压 明开挖后围岩周围区域应力场发生了显著变化 随深度的变化规律.随着深度的增大，地应力和孔 图9和10给出了不同地应力场作用下，围岩的损 隙水压均不断增大，但是局部超孔隙水压的作用 伤破裂行为.最大水平主应力与最小水平主应力 将会引起局部应力场突变，从而诱发岩体发生损 比值较小时，井壁围岩主要以剪切损伤破裂为主 伤破裂.鉴于岩体的抗拉强度远小于抗压强度，在 如图9所示.最大水平主应力与最小水平主应力 实际工程中应尽量避免让岩体处于拉应力状态 比值较大时，井壁围岩沿最大水平主应力方向发 地应力场对围岩的损伤破裂形态具有决定作用， 生了拉伸损伤破裂如图10所示.由此可见，在实 图1、5、6、9和10所示开挖后围岩有效应力场表 际工程开挖过程中须规避高构造应力区域，以避 (a) (b) 1.0 04 0.2 0 0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 图9地应力场对围岩损伤破裂区分布的影响.(a)o-45MPa,=45MPa:(b)-45MPa,om=22.5MPa Fig.9 Effect of geostress conditions on the damage zone of country rock:(a)ou=45 MPa,on=45 MPa;(b)on=45 MPa,op=22.5 MPa Elastic modulus/GPa (a) 1.0 (b) 35 0.8 0.6 0.4 25 0.2 0 -0.2 15 Tensile damage -0.4 10 -0.6 -0.8 -1.0 图10地应力场对围岩损伤破裂区分布的影响(c-45MPa=l3MPa).(a)损伤云图：(b)弹性模量云图 Fig.10 Effect of geostress conditions on the damage zone of country rock (ou=45MPa,n=13MPa):(a)damage;(b)elastic modulus术得到的纱岭金矿主井 3 个主应力以及孔隙水压 随深度的变化规律. 随着深度的增大，地应力和孔 隙水压均不断增大，但是局部超孔隙水压的作用 将会引起局部应力场突变，从而诱发岩体发生损 伤破裂. 鉴于岩体的抗拉强度远小于抗压强度，在 实际工程中应尽量避免让岩体处于拉应力状态. 地应力场对围岩的损伤破裂形态具有决定作用， 图 1、5、6、9 和 10 所示开挖后围岩有效应力场表 明开挖后围岩周围区域应力场发生了显著变化. 图 9 和 10 给出了不同地应力场作用下，围岩的损 伤破裂行为. 最大水平主应力与最小水平主应力 比值较小时，井壁围岩主要以剪切损伤破裂为主 如图 9 所示. 最大水平主应力与最小水平主应力 比值较大时，井壁围岩沿最大水平主应力方向发 生了拉伸损伤破裂如图 10 所示. 由此可见，在实 际工程开挖过程中须规避高构造应力区域，以避 20 18 16 12 14 10 8 6 1.0×10−20 1.0×10−18 1.0×10−16 Permeablility/m2 Area of damage zone/m2 1.0×10−14 1.0×10−12 1.0×10−10 图 7    围岩渗透率对损伤破裂区的作用规律 Fig.7    Effect of country rock permeability on the damage zone 20 16 12 8 4 0 20 25 30 Maxinum horizontal principal stress/ Minimum horizontal principal stress Minimum horizontal principal stress/MPa Area of damage zone/m2 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 Maximum horizontal principal stress/minimum horizontal principal stress 35 40 50 45 Linear (area of damage zone) Area of damage zone 图 8    围岩损伤破裂区与地应力条件关系 Fig.8    Relationship between damage zone and geostress conditions (a) (b) D 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 −0.2 −0.4 −0.6 −0.8 −1.0 图 9    地应力场对围岩损伤破裂区分布的影响. （a） σH=45 MPa, σh=45 MPa；（b） σH=45 MPa, σh=22.5 MPa Fig.9    Effect of geostress conditions on the damage zone of country rock: (a) σH=45 MPa, σh=45 MPa; (b) σH=45 MPa, σh=22.5 MPa Elastic modulus/GPa D 35 30 25 20 15 10 5 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 −0.2 −0.4 −0.6 −0.8 −1.0 Tensile damage (a) (b) 图 10    地应力场对围岩损伤破裂区分布的影响（σH=45 MPa, σh=13 MPa）. （a） 损伤云图；（b） 弹性模量云图 Fig.10    Effect of geostress conditions on the damage zone of country rock (σH=45MPa, σh=13MPa): (a) damage; (b) elastic modulus · 720 · 工程科学学报，第 42 卷，第 6 期