·804· 北京科技大学学报 第33卷 常出现明显的劈裂破坏形式 ahead of stope faces in deepevel gold mines.I S Afr Inst Min 岩石的破坏总是从微裂隙的张裂开始，这就孕 Metall,1980,80:204 [5] Shemyakin E I,Fisenko G L,Kurlenya M V,et al.Zonal disinte- 育着岩石张裂破坏的可能.岩石内格列菲斯裂纹起 gration of rocks around underground workings:Part I.Data of in 裂的最不利朝向与应力条件有关，如设裂纹长轴与 situ observation.Rock Mech Rock Pressure,1986,22(4):157 最大主应力间的夹角为B,则有0： [6] Kastner H.Static Des Tunnel-Und Stollenbaues.Translated by 01-03 Tongji University.Shanghai:Shanghai Science and Technology c02B=2(G,+03) (4) Pres5,1980 由式(4)可知，B角是σ1的减函数，即σ1越大， (Kastner H.隧道与坑道静力学.同济大学译.上海：上海科 首先沿着最大主应力朝向开裂，即形成轴向劈裂；格 学技术出版社，1980) 7] Li S C,Wang H P,Qian Q H,et al.Insitu monitoring research 列菲斯理论还表明，破裂面的进一步扩展将趋向最 on zonal disintegration of surrounding rock masses in deep mine 大主应力方向.可见，，越大，劈裂破坏的可能性 roadways.Chin J Rock Mech Eng,2008,27(8):1545 越大.卸荷试验过程的一个特点，正是在足够的围 (李术才，王汉鹏，钱七虎，等.深部巷道围岩分区破裂化现 压条件下，轴向压力可以处在较高水平. 象现场监测研究.岩石力学与工程学报，2008,27(8)：1545) 如果微裂隙开裂及后续扩展未造成试件断裂， [8]Li S P.Observation report of anchor test in roadways of Quantai Coal Mine-and discussion on new viewpoint of anchor characteris- 则微裂纹的闭合将破坏向剪切性质发展，这就是修 tics and parameter selection.J China Unig Min Technol,1979 正格列菲斯强度理论的依据.但是，卸荷试验不存 (4):19 在开裂的裂纹后续闭合的条件，这些因素就促成了 (李世平.权台煤矿煤巷锚杆试验观测报告一兼论煤巷锚 卸荷试验多有劈裂破坏的形式， 杆特点与参数选择新观点.中国矿业学院学报，1979(4)：19) [9]He Y N.Analysis of loose zone around the roadway in soft rock. 5结论 China Coal Soc,1991,16(2):63 (贺永年.软岩巷道围岩松动带及其状态分析.煤炭学报， 采用岩石厚壁圆筒卸荷试验，揭示了岩石破坏 1991,16(2):63) 的一些新现象，它与一般的弹塑性理论结论不完全 [10]Fang ZL.Maintenance mechanism and control measures in soft 相同，劈裂张拉形破坏也是现有强度理论所未涉及 roadways /He M C.Eds.Support Theory and Practice of Sof 的内容：岩石的强度条件与其承载能力的区别，也因 Mine Roadways in China.Xuzhou:China University of Mining 为地下岩石工程通常处于受压条件下而成为必须要 and Technology Press,1996:64 (方祖烈.软岩巷道维护原理与控制措施//何满潮.中国煤 注意的问题.本文也说明了岩石这种含裂隙缺陷材 矿软岩巷道支护理论与实践。徐州：中国矿业大学出版社， 料强度和破坏具有自身的特点，与传统的观念不完 1996:64) 全一致，值得深入研究 [11]Hosking E R.The failure of thick walled hollow cylinders of iso- 由于实验条件的限制，还不能清楚岩石厚壁圆 tropic rocks.Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr,1969,6 筒环形断裂的详细破裂过程.因此，进一步开发适 (1):99 合于岩石的实验研究条件，对认识岩石基本特性也 [12]Gay N C.Fracture growth around openings in thick-walled cylin- ders of rock subjected to hydrostatic compression.Int I Rock 具有重要意义. Mech Min Sci Geomech Abstr,1973,10(3):209 [13]Alsayed M I.Utilising the Hoek triaxial cell for multiaxial testing 参考文献 of hollow rock eylinders.Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr, [Chen ZJ.The mechanical problems for the long-term stability of 2002,39(3):355 underground galleries.Chin J Rock Mech Eng,1982,1(1):1 [14]Santarelli F J,Brown E T.Failure of three sedimentary rocks in (陈宗基.地下巷道长期稳定性的力学问题.岩石力学与工程 triaxial and hollow cylinder compression tests.Int J Rock Mech 学报，1982,1(1)：1) Min Sci Geomech Abstr,1989,26(5):401 2]Wu YS,Li J D.Unloading properties of marble.Rock Soil Mech, [15]Liu H G.Triaxial Test Research of Rock Unloading Failure Be- 1984,5(1):29 hatior [Dissertation].Xuzhou:China University of Mining and (吴玉山，李纪鼎.大理岩卸载力学特性的研究.岩土力学， Technology,2007) 1984,5(1):29) (刘红岗.岩石卸荷破环特性的三轴试验研究[学位论文] B3]You M Q,Hua A Z.Triaxial confining depressure test of rock 徐州：中国矿业大学，2007) sample.Chin J Rock Mech Eng,1998,17(1):24 [16]Zhou J J.Research on Rock Failure Evolution and Strength Deg- (尤明庆，华安增.岩石试样的三轴卸围压试验。岩石力学与 radation [Dissertation].Xuzhou:China University of Mining 工程学报，1998,17(1)：24) and Technology,2006 [4]Admas G R,Jager A J.Petroscopic observations of rock fracturing (周纪军.岩石破坏的演变过程及强度衰减研究[学位论北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 常出现明显的劈裂破坏形式． 岩石的破坏总是从微裂隙的张裂开始，这就孕 育着岩石张裂破坏的可能． 岩石内格列菲斯裂纹起 裂的最不利朝向与应力条件有关，如设裂纹长轴与 最大主应力间的夹角为 β，则有［20］: cos2β = σ1 － σ3 2( σ1 + σ3 ) ( 4) 由式( 4) 可知，β 角是 σ1 的减函数，即 σ1 越大， 首先沿着最大主应力朝向开裂，即形成轴向劈裂; 格 列菲斯理论还表明，破裂面的进一步扩展将趋向最 大主应力方向． 可见，σ1 越大，劈裂破坏的可能性 越大． 卸荷试验过程的一个特点，正是在足够的围 压条件下，轴向压力可以处在较高水平． 如果微裂隙开裂及后续扩展未造成试件断裂， 则微裂纹的闭合将破坏向剪切性质发展，这就是修 正格列菲斯强度理论的依据． 但是，卸荷试验不存 在开裂的裂纹后续闭合的条件，这些因素就促成了 卸荷试验多有劈裂破坏的形式． 5 结论 采用岩石厚壁圆筒卸荷试验，揭示了岩石破坏 的一些新现象，它与一般的弹塑性理论结论不完全 相同，劈裂张拉形破坏也是现有强度理论所未涉及 的内容; 岩石的强度条件与其承载能力的区别，也因 为地下岩石工程通常处于受压条件下而成为必须要 注意的问题． 本文也说明了岩石这种含裂隙缺陷材 料强度和破坏具有自身的特点，与传统的观念不完 全一致，值得深入研究． 由于实验条件的限制，还不能清楚岩石厚壁圆 筒环形断裂的详细破裂过程． 因此，进一步开发适 合于岩石的实验研究条件，对认识岩石基本特性也 具有重要意义． 参 考 文 献 ［1］ Chen Z J． The mechanical problems for the long-term stability of underground galleries． Chin J Rock Mech Eng，1982，1( 1) : 1 ( 陈宗基． 地下巷道长期稳定性的力学问题． 岩石力学与工程 学报，1982，1( 1) : 1) ［2］ Wu Y S，Li J D． Unloading properties of marble． Rock Soil Mech， 1984，5( 1) : 29 ( 吴玉山，李纪鼎． 大理岩卸载力学特性的研究． 岩土力学， 1984，5( 1) : 29) ［3］ You M Q，Hua A Z． Triaxial confining depressure test of rock sample． Chin J Rock Mech Eng，1998，17( 1) : 24 ( 尤明庆，华安增． 岩石试样的三轴卸围压试验． 岩石力学与 工程学报，1998，17( 1) : 24) ［4］ Admas G R，Jager A J． Petroscopic observations of rock fracturing ahead of stope faces in deep-level gold mines． J S Afr Inst Min Metall，1980，80: 204 ［5］ Shemyakin E I，Fisenko G L，Kurlenya M V，et al． Zonal disinte￾gration of rocks around underground workings: Part Ⅰ． Data of in situ observation． Rock Mech Rock Pressure，1986，22( 4) : 157 ［6］ Kastner H． Static Des Tunnel-Und Stollenbaues． Translated by Tongji University． Shanghai: Shanghai Science and Technology Press，1980 ( Kastner H． 隧道与坑道静力学． 同济大学译． 上海: 上海科 学技术出版社，1980) ［7］ Li S C，Wang H P，Qian Q H，et al． In-situ monitoring research on zonal disintegration of surrounding rock masses in deep mine roadways． Chin J Rock Mech Eng，2008，27( 8) : 1545 ( 李术才，王汉鹏，钱七虎，等． 深部巷道围岩分区破裂化现 象现场监测研究． 岩石力学与工程学报，2008，27( 8) : 1545) ［8］ Li S P． Observation report of anchor test in roadways of Quantai Coal Mine—and discussion on new viewpoint of anchor characteris￾tics and parameter selection． J China Univ Min Technol，1979 ( 4) : 19 ( 李世平． 权台煤矿煤巷锚杆试验观测报告———兼论煤巷锚 杆特点与参数选择新观点． 中国矿业学院学报，1979( 4) : 19) ［9］ He Y N． Analysis of loose zone around the roadway in soft rock． J China Coal Soc，1991，16( 2) : 63 ( 贺永年． 软岩巷道围岩松动带及其状态分析． 煤炭学报， 1991，16( 2) : 63) ［10］ Fang Z L． Maintenance mechanism and control measures in soft roadways / / He M C，Eds． Support Theory and Practice of Soft Mine Roadways in China． Xuzhou: China University of Mining and Technology Press，1996: 64 ( 方祖烈． 软岩巷道维护原理与控制措施/ /何满潮． 中国煤 矿软岩巷道支护理论与实践． 徐州: 中国矿业大学出版社， 1996: 64) ［11］ Hosking E R． The failure of thick walled hollow cylinders of iso￾tropic rocks． Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr，1969，6 ( 1) : 99 ［12］ Gay N C． Fracture growth around openings in thick-walled cylin￾ders of rock subjected to hydrostatic compression． Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr，1973，10( 3) : 209 ［13］ Alsayed M I． Utilising the Hoek triaxial cell for multiaxial testing of hollow rock cylinders． Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr， 2002，39( 3) : 355 ［14］ Santarelli F J，Brown E T． Failure of three sedimentary rocks in triaxial and hollow cylinder compression tests． Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr，1989，26( 5) : 401 ［15］ Liu H G． Triaxial Test Research of Rock Unloading Failure Be￾havior ［Dissertation］． Xuzhou: China University of Mining and Technology，2007) ( 刘红岗． 岩石卸荷破坏特性的三轴试验研究［学位论文］． 徐州: 中国矿业大学，2007) ［16］ Zhou J J． Research on Rock Failure Evolution and Strength Deg￾radation ［Dissertation］． Xuzhou: China University of Mining and Technology，2006 ( 周纪军． 岩石破坏的演变过程及强度衰减研究［学 位 论 ·804·