随着全球化进程加快,各国对各种自然资源需求量在不断地增加,使得浅层自然资源日益减少。目前,国内外许多能源开采都相继进入到深部采掘状态,而在深部作业时经常遇到“三高”问题(高地应力、高温、高水压)。其中,由高地应力引起的一系列问题随之而来。因此,在高地应力作用下对矿柱的留设及其稳定性的分析显得尤为重要。目前,对于高地应力的探测,主要有非弹性应变恢复法、声发射法、水压致裂法、岩芯提取(饼化)法等方法,其中最为有效和传统的方法是岩芯提取方法,即通过提取的岩芯饼化形式和程度来判断地应力的大小和方向。为了更加直观理解岩芯饼化法是测量高地应力的有效方法,本文通过数值模拟的方法再现了不同地应力组合情况下的岩芯饼化的现象并分析了形成原因。结果表明： (1)当地应力超过一定值时才能出现饼化现象即高地应力时才有饼化现象； (2)径向应力(水平应力)是影响岩芯饼化的主要因素,轴向应力(竖直应力)只是使岩芯表面产生局部破坏； (3)当径向应力一定的情况下,随着轴向应力的增大,岩芯饼化现象逐渐减弱；当保持轴向应力值一定时,随着径向应力的增大岩芯饼化现象越来越明显； (4)通过饼化现象验证了候发亮学者提出的公式的合理性。该方法不仅能够模拟岩芯饼化的过程,而且能够了解应力转变的过程,为如何通过饼化现象判断地应力大小和方向提供的可靠的理论依据。在充分理解和研究高应力作用下岩芯饼化过程以及形成机制基础上,我们针对矿山矿柱尺寸的设计情况,设定五种矿柱尺寸,研究高应力作用下的矿柱尺寸设计。共设计了不同宽高比：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5五种矿柱尺寸；不同倾角的矿柱模型：0°、10°、20°、30°、40°等五种矿柱留设角度情况；四种不同侧压力系数：0.5、1.0、1.5、2.0,模拟矿山开采的地应力级别。通过这些模型的模拟设计,寻求矿柱失稳规律的研究,为矿柱尺寸设计提供依据。模拟结果表明： (1)随着矿柱宽高比尺寸的增加,矿柱的破坏方式由拉破坏变为压剪破坏,因此在进行矿柱尺寸设计时应尽量增加矿柱尺寸；(2)矿柱与σ 1的位置关系是影响矿柱岩爆发生的一个重要因素,在实际矿柱设计中应尽量减小矿柱的倾斜度； (3)对于倾斜矿柱,由于最大应力非对称地分布,而且此时的矿柱边角起到了支撑作用,因此不适合用经验公式来确定矿柱平均应力； (4)开挖期间矿柱边缘处开始应力积累,当积累到达了矿柱边缘处的承载力,矿柱边缘就会发生破坏,应力得以释放。释放出的应力向矿柱中心区域转移,进而导致了矿柱了整体失稳。该模拟设计为实际工程中高应力作用下的矿柱设计提供了理论参考依据。