随着山东玲珑金矿、贵州开磷集团等矿山地下空间开发与资源开采不断走向深部,锚杆支护巷道破坏时有发生,尤其是锚杆锚固下岩爆巷道的破坏频度和强度越来越高,工程灾害日益严重,严重影响了施工的安全,增加了矿山的安全维护成本,安全问题亟待解决。因此,有必要深入研究锚杆锚固下深部岩爆巷道破裂演化机理,为解决锚杆锚固下深部岩爆巷道问题提供理论依据。本文在山东省自然科学基金“锚杆锚固下深部岩爆倾向巷(隧)道围岩时空演化机理”(ZR2015EL016)的资助下,针对锚杆锚固下深部岩爆巷道,现场采取山东省招远市的花岗岩,通过室内试验、数值试验以及理论分析,探讨得出锚杆锚固下深部岩爆巷道破裂演化机理。首先,进行了花岗岩试样岩爆倾向性判定,测定岩石的单轴抗压强度、单轴抗拉强度等基本的岩石力学性能参数,结合冲击能指数、实验现象以及理论判据判定该花岗岩具有中等到强岩爆倾向性。其次,采用自制的真三轴加卸载试验系统分别进行单面约束下无锚固和锚杆锚固状态下花岗岩试样的双轴压缩试验。通过室内试验发现,岩爆破裂演化的过程中是兼具劈裂破坏成分和剪切破坏成分的复合型破坏,当逐渐远离临空面时,剪切破坏成分的比例在增大,爆裂面由平面逐渐转向弧形面或者V形面。锚杆锚固极大程度限制了围岩层裂,阻止了岩爆的发生,且锚杆直径越大越有利于岩爆的控制。通过锚固体破坏试验发现,锚固体爆裂虽然是在瞬间完成的,但是同样存在破裂演化进程,从开始的荷载扰动影响,到后来的大范围爆裂,进而诱发部分锚固剂和锚杆断裂,最终导致成层爆裂破坏。然后,借助Quanta FEG 250透射电子显微镜对无锚固和锚固破坏试验后的各岩爆破断面微观形貌进行扫描分析。通过观察微观断裂程度和方式得出无锚固状态的核心岩爆区域在第5层,而锚固状态的核心区域在第4层,锚固状态的核心岩爆区域比无锚固的次生断裂多、破坏程度高,锚固状态的临空面的断裂程度远远高于无锚固状态。不同的岩爆破断面的形貌和断裂方式不一,从以台阶状或者河流状断裂为主到以柳条状和线状断裂为主,即从张拉破坏为主的微观破坏到剪切破坏为主的微观破坏。最后,采用RFPA2D软件开展了无锚固和锚杆锚固状态下巷道岩爆破裂演化数值试验,其破裂演化和破坏形式与室内试验结果是一致的。锚杆锚固下,围岩整体抗变形、抗破碎的能力增强,整体性得到大幅度提高。开展了不同锚杆长度情况下的锚固巷道岩爆破裂演化数值试验,在岩爆控制方面,单纯增加锚杆长度的效果并不理想。开展了不同锚杆间距情况下的锚固巷道岩爆破裂演化数值试验,同等情况下,减小锚杆间距更能控制岩爆的发生和破裂演化程度及范围。开展了不同压拉比情况下的锚固巷道岩爆破裂演化数值试验,通过试验发现,随着压拉比的增加,巷道岩爆更易发生,爆体更加破碎,劈裂破坏成分增加,剪切成分减少。对不同压拉比的锚固巷道岩爆破裂演化进行了理论分析,得出的结论与数值试验结果一致。