李 光 马凤山 郭 捷 雷 扬 黄业强 刘爱民

(①中国科学院地质与地球物理研究所， 中国科学院页岩气与地质工程重点实验室， 北京 100029， 中国) (②中国科学院地球科学研究院， 北京 100029， 中国) (③金川镍钴研究设计院， 金昌 737100， 中国)

0 引 言

巷道是矿山开采中的命脉工程，承担着人员作业、基建施工和矿石运输等重要任务，直接影响着矿山的安全发展和高效生产。随着开采深度的增加，矿山巷道所处的环境不断恶化，一系列工程灾害如岩体大变形、巷道强流变、顶板垮落、底板隆起、岩爆等日益严重(马世伟等， 2020)。因此，对巷道变形破坏模式、特征及发生机制等问题的研究具有非常重要的意义(Li et al.，2020a， 2020b,2021)。

目前，针对巷道变形及失稳方面的研究主要依靠现场调查、理论分析、数值模拟和物理试验。但现场调查需要大量的人力物力，且影响因素复杂，很难控制变量； 理论分析需要对原型进行大量的假设和简化，用数学模型描述工程尺度的问题十分困难； 数值技术已有了长足的进步，但对于条件复杂、机理不明的问题，仍具有局限性(高相波等， 2020)。相比之下，物理试验能够还原复杂条件下原型由弹性到塑性，直至破坏的全过程，且变量可控，是一种更形象、更具说服力的研究方法(李光等， 2019a, 2019b， 2020a, 2020b)。

近年来，学者们采用物理模型试验方法对不同工况下的巷道相关规律进行了大量研究，具有代表性的包括：顾金才等(2008)探究了深部洞室开挖的受力变形特点，发现了围岩分层断裂的破坏机制； 勾攀峰等(2009)基于自行研发的YDM-E型模型试验系统，制作了有、无支护两种物理模型，并探讨了不同水平应力条件下巷道的变形破坏情况，结果显示巷道的顶、底板是支护的重点部位；……