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摘要
在高地应力作用下，深部巷道围岩的变形破坏过程表现出了显著的时空效应，研究围岩塑性区的演化规律有助于支护方案的设计与围岩稳定性分析。深部围岩的变形破坏可以看作是其力学性质由固体向流体转换的过程，具有连续渐进相变的特点。结合统计物理学观点，从能量与变形的角度分析了深部围岩塑性区的演化规律：采用有限差分法求解了围岩塑性区演化的kink波解，分析了各参数对塑性区演化过程的影响规律；通过岩石密度–波速关系曲线以及质量守恒定律，建立了围岩波速与塑性应变之间的定量关系，可反演出围岩的变形与应力状态；通过与现场实测数据进行对比，发现kink波解可以很好地描述围岩塑性区的分布及演化规律，验证了理论模型的准确性，可为深部围岩的稳定性分析及灾害防控提供新的思路。
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单位建筑工程学院; 中国人民解放军陆军工程大学; 中国矿业大学（北京）; 北京建筑大学
