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岩体中存在着各种不同尺度的弱面,弱面的存在不仅破坏了岩体的整体性,而且直接影响岩体力学性质和破坏方式。因此,在进行岩体破坏和稳定性研究时,仅仅以岩体为研究对象是不够的,岩体内部包含的节理和弱面的状态、方向,特别是其力学特性对岩体的性态起着决定性的影响。 本文运用分形、突变理论及相似材料模拟实验、有限元数值计算等手段,研究、分析了断层面的分形特征,探讨了断层面的存在对于岩体移动规律的影响,分析了含有不同分形维数断层面的煤岩体在采动条件下的应力应变分布规律。主要工作有: ①检测和分析了岩体断层面的分形性和断层面分形的形成机制及其对采动岩体破坏的影响机理; ②运用MATLAB构造了分形曲线来模拟分形断层面,进行了相似材料模拟实验,研究了采动岩体的分形弱面效应; ③采用大型有限元软件ANSYS模拟了含有分形断层面的岩体在采动条件下的力学性态; ④运用突变理论建立了采动断层活化的突变模型。 研究表明,工程岩体中的弱面对岩体的力学特性起着决定性的作用,而且弱面的分形性也对其有重要影响。研究成果将对矿山开采沉陷理论、岩体滑坡理论的发展和工程实践起到促进和指导作用。