TO investigate the water-inrush process due to floor heave，simulation mode1 was made and factors of mining height，immediate roof strength，water pressure，depth and strength of confiningbed，excavation step distance and bury depth were analyzed by using UDEC software．Five zones theory(containing two maximum main stress circles and three maximum main stress stratiform zones)along excavation direction was proposed， and two ends-fixed beam mechanical model in maximum main stress circle was established．It is found that water inrush always occurs at the end of the beam where shear stress is higher, that is to say it always occurs at near the starting cut and working face。 Water pressure，height and strength of confiningbed are the determined factors，and mining height，immediate roof strength。excavation step distance and bury depth effect water inrush process due to floor heave．

法向蠕变是岩石裂隙的重要力学性质之一通过分析岩石裂隙法向蠕变机理 进行干燥及渗流情况下岩石裂隙法向蠕变试验，探讨了岩石裂隙的法向蠕变及渗流的影响 研究表明，对于粗糙岩石裂隙来说，瞬时有效应力总等于裂隙凸起的压缩强度，因而初始法向蠕变明显，而后随接触面增加，蠕变速率逐渐降低; 渗流过程中，岩石裂隙法向蠕变更加明显，且初次加载应力水平下岩石裂隙法向蠕变远大于后续加载应力水平; 岩石裂隙法向蠕变不能决定岩石裂隙渗流能力的降低，水力冲蚀作用明显时，可能产生裂隙渗流能力随裂隙法向压缩而增大的情况; 岩石裂隙的蠕变闭合与岩石裂隙面粗糙度有关，粗糙度越大，岩石裂隙蠕变闭合量越大研究结果对岩石裂隙法向蠕变的数值模拟及工程实践有一定参考价值.

为了揭示巷道交岔点失稳机理, 寻求合理的交岔点支护方式, 采用FLAC3D程序对不同交岔点形式、深度、围岩强度、开挖顺序及开挖步距大小等因素进行了数值模拟计算. 结果表明: 目前煤矿使用的各种形式交岔点的变形和破坏都超过普通巷道, 其中十字交岔点的变形和破坏最大; 就巷道埋深和围岩强度来说, 两者均存在一个临界值, 当巷道交岔点埋深超过临界值, 及围岩强度低于临界值时, 巷道交岔点的变形和破坏将会加剧; 十字交岔巷道开挖时, 应选用较小的开挖步距, 并避免支巷从远处向主巷贯通, 及两支巷同时开挖对交岔点造成叠加影响. 因此, 在埋深一定的情况下, 应选择较硬的岩层布置交岔点, 通过加固措施提高围岩强度, 并选择合适的开挖卸载方式, 以提高巷道交岔点的稳定性.

粗糙度是解释岩石裂隙力学及渗流特性的重要参数. 采用自制模具, 在轴向中部劈裂岩 样, 形成垂直于岩样轴向的新鲜裂隙. 通过测取7组47个圆柱形岩样裂隙面188条轮廓曲线, 分析了粗糙度系数JRC、粗糙轮廓指数Rp、粗糙角i、分维D和截距A 等参数的相互关系. 结果表明: JRC与岩样组成矿物颗粒大小关系密切, 粒径越大, JRC越大. JRC与Rp- 1呈明显的对数关系, 而不是直线关系; JRC与粗糙角i 为正相关关系, 由Z2 和Rp 得到的粗糙角i 相差不大, 当i 大于7. 2时, 后者大于前者, 否则, 前者大于后者. JRC与截距A 近似满足公式JRC=37. 087+16. 235A, 因此, 截距A 可以用于描述粗糙度大小. 对于同组岩样来说, JRC与分维D负相关,但相关性很低; 在除砂岩外的5组岩样之间, 粗糙度平均值JRCave与分维平均值Dave有较好的正相关关系. 总体上, JRC随尺度增加而增加, 而分维D随之增加而降低.

采用FLAC3D分析岩性参数、软化方法、网格划分和加载速率对圆柱岩样单轴压缩应力–应变曲线的影响，并基于优化参数分析岩样尺度、孔道及端部摩擦效应。当峰后软化模量增加、剪胀角增大、抗拉强度降低、单元划分变细或加载速率减小时，轴向应力–应变曲线的峰后软化段趋于陡峭。在单轴压缩时，端部光滑岩样一端产生Λ 形破坏带，长径比对强度无明显影响；端部固定且长径比大于 2 时，岩样在中部产生 X 形破坏带，其峰值强度大于端部光滑岩样，且随长径比变化不大；端部固定且长径比小于 2 时，强度和平均模量随长径比减小而增大。孔道岩样的平均模量与孔径无明显关系；在相同围压下强度随着孔径增大而降低，峰后软化曲线趋于陡峭。完整和中空岩样的破坏均从岩样中心逐步向周边扩展，中空岩样形成2 个同顶点圆锥面破坏带。数值模拟与试验结果比较吻合，可用于相关岩体工程设计和分析。

法向变形对岩石裂隙渗流及应力波传播都有重要影响。在分析岩石裂隙法向变形机制的基础上，结合试验曲线循环滞后及其形状特点，探讨岩石裂隙在法向循环加载下的本构关系。试验得到粗晶及细晶大理岩裂隙岩样的15个循环加、卸载法向应力–闭合曲线。第一循环加载曲线与其他加、卸载曲线明显不同，其拟合曲线单独产生。平移其余加、卸载曲线使其低应力端点通过原点后，采用四参数双曲线–幂函数方程拟合所有曲线。加载累计闭合量和卸载残余闭合量与循环次数存在较好的指数函数关系，可确定循环加、卸载拟合曲线的2 个端点；通过初次拟合得到加、卸载曲线幂函数项指数与循环次数的关系，再假定各加、卸载拟合曲线通过循环加、卸载拟合曲线的2 个端点，获得幂函数系数的表达式；最后通过 2 次拟合，先后确定加、卸载曲线最大隙宽及初始刚度与循环次数的关系式。将各循环加、卸载曲线的3 个参数拟合值代入双曲线–幂函数表达式，并平移各拟合曲线使其通过加卸载拟合曲线的2 个端点，可得到拟合精度较好的连续拟合曲线。研究结果对循环加载下岩石裂隙法向闭合的数值模拟具有一定的实用价值。

利用自行研制的岩石裂隙辐射型渗流系统，试验研究室温下粗晶大理岩、中砂岩、灰岩和细晶大理岩 4 个岩石张裂隙在法向闭合过程中的渗流分段特性及加载历史的影响。根据闭合裂隙的接触状态及流域分布特征，裂隙渗流可分为群岛流、过渡流、沟槽流3 个阶段；单位水头流量与法向应力呈指数函数关系，随法向应力增加而降低，后次加载中相同法向应力下单位水头流量明显较低；单位水头流量与力学隙宽呈幂函数关系，幂指数范围为1.93 ～2.60 ，可认为接触型粗糙岩石裂隙渗流量与力学隙宽呈次立方关系；后次加载时，相同力学隙宽下单位水头流量也明显较低；水力等效隙宽与力学隙宽呈分段的线性关系，修正的立方定律在相应分段内成立。研究结果对岩体裂隙渗流计算有一定的理论意义。