刘丰恺 王其洲 叶海旺1

（1.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070；2.矿物资源加工与环境湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070）

层状岩体是采矿工程活动中常见的结构形式，其内部存在大量的由粘土矿物组成的层理、片理、裂缝等软弱结构面。弱面的存在破坏了岩体的完整性，弱化了岩体自身强度，从而影响岩体的受力和破坏形式。目前矿山大多通过保留矿柱的方式支撑采空区顶板，保证采场稳定性。一旦矿柱失稳，就会导致顶板发生冒落甚至垮塌，从而造成巨大的财产损失和重大的人员伤亡。

众多学者对含弱面岩体和矿柱稳定性做了许多研究。JAEGER［1］提出了单弱面准则，揭示了含弱面岩体的强度特征，总结出岩石的弱面倾角在某一值时其强度最低，认为在不同力学条件下，主应力方向与岩体中弱面的夹角控制着岩体的破坏形式。张卫东等［2］通过计算空间任意方位上的弱面应力分量，建立了考虑三向应力的弱面岩石剪切强度模型。赵同彬等［3］通过人工制作含弱面试件，对含弱面岩体进行了不同角度的单轴压缩试验，并对岩体进行了锚固。王襄禹等［4］通过探究弱面对深部巷道稳定性的影响，对弱面围岩进行了失稳控制。龚彦华［5］通过对含弱面砂岩进行抗拉试验，探究了不同层理角度和弱面深度对含弱面岩体破坏形式的影响。楼晓明等［6］运用薄板理论和流变力学理论，建立了采空区顶板—矿柱体系的流变力学模型。陈庆发等［7］通过对矿柱体解构，推导出矿柱稳定性系数计算公式。……