王惠风，宋立兵

（国家能源集团 神东煤炭技术研究院，陕西 神木719315）

众所周知，地下工程岩体是1 种复杂的非连续地质结构体，其内通常存在大量的软弱或裂隙结构面，如断层、层理、节理、裂隙或微裂纹等[1]。其中，对于具有层理和显著层状构造特征的沉积岩和变质岩，工程地质上一般称为层状岩体。由于受层理和不同岩石自身强度的影响，层状岩体会在外力作用下（如开挖）表现出明显的横观各向同性特征，其变形破坏特征要比均质岩体更加复杂，致使与之密切相关的围岩稳定控制问题更加突出[2-3]。为确保层状岩体地下巷道或硐室围岩的安全与稳定，鲜学福[4]和张海东[5]分析推导了层状岩体在弹性和黏弹性状态下的应力以及刚度分布矩阵，为层状岩体物理试验和数值模拟开展提供了基础。之后，洛锋、苏士龙等[6-7]通过相似材料模拟技术，对比分析了有无支护条件下层状岩体圆形巷道的围岩变形破坏特征以及成拱特性；郝登云和宋斌[8-9]采用现场原位测试的方法了研究了锚杆索支护条件下巷道层状顶板力学行为变化特征；倪绍虎、鲁海峰、Tang 等[10-14]采用力学分析和数值模拟相结合的方法，对层状岩体围岩应力、位移及破坏特征进行了研究分析，并在此基础了提出了一些支护对策。以上研究成果表明，层状岩体中的这些软弱结构面对其在静力和动力荷载作用下的力学行为均起到主导作用。而作为最常用的研究手段，基于连续介质理论的有限元方法[15-16]却难以克服模型与岩体介质客观属性之间存在的差异，不能准确反映巷道开挖过程中各层岩体的力学响应行为。……