基于PFC3D模拟的卸荷岩柱破坏规律研究

为分析深部开采中岩柱在不同方向主应力卸载下的破坏及冲击规律，使用PFC3D软件设计六面加载—双面卸载的应力路径，进行岩石试样三轴压缩试验模拟。通过卸载中间或最小主应力，模拟卸荷岩柱实际应力路径变化过程，进而探究其在不同方向卸荷下的宏观应力应变特征及破坏规律，并分析内部裂纹的细观扩展形态。结果表明，在宏观层面上，随着非临空面应力的增加，试样的峰值强度不断提高，峰值点轴向应变不断增加，位移主体向着临空面扩展和轴向方向收缩；在细观层面上，试样内部先产生剪切裂纹，在到达峰值强度的90%时产生张拉裂纹，剪破坏数占总黏结破坏数的比例随中间和最小主应力的增加而增大，而黏结破坏总数有减少趋势。研究结果能为深部开采时巷道掘进过程中的煤岩柱冲击灾害防治提供一定参考。