本成果獲教育部高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術進步獎）。采用實驗力學方法

研究和掌握了在高應力、強流變、強采動影響等復雜條件下巷道破碎圍巖巖體峰后軟化、峰

后剪脹擴容及流變等特性和規律；建立了圍巖體力學特征和圍巖支護結構體的相互關系。基

于復雜條件下巷道破碎圍巖的峰后強度軟化和剪脹擴容效應，考慮巷道開挖后巖體強度、變

形和應力分布特征，建立了復雜條件下軟弱破碎巷道圍巖的深淺支撐層結構理論；綜合考慮

圍巖強度、應力和變形破壞的區域分布特征，將圍巖劃分為深淺支撐層結構，分析了深淺支

撐層與圍巖穩定的關系及深淺支撐層的演化特征和巷道變形破壞特征；掌握了巷道圍巖宏觀

力學結構，確立巷道支護須控制的范圍和支護方式確定。自主研發了錨固體流變拉拔試驗系

統，獲得了錨固體流變失穩機理、破壞特征及類型，提出了破碎圍巖巷道深淺支撐層流變破

壞分析方法、結構特征及支護設計，為錨固支護結構失效診斷、有效控制深淺雙支撐線層結

構內巷道流變變形及防止失穩提供了依據。

形成了基于深淺雙支撐層理論的巷道支護設計方法和技術，提出了復雜條件下的巷道變

形特征和圍巖結構的預測方法、控制措施及巷道需求支護力的計算方法。對于破碎圍巖巷道

支護時，必須首先確立巷道的圍巖賦存狀態及圍巖結構，分析計算深淺雙支撐層結構的存在

范圍、力學特征和規律，進而確立淺支撐層的位置和所需支護力，一般可以形成以“錨網噴

＋高預應力 U 型鋼桁架錨索＋注漿”為核心的復合支護形式。錨桿對淺支撐層補強后，淺支

撐層巖體與錨桿形成組合拱式的承載結構，錨索將淺支撐層與深支撐層聯合起來共同形成圍

巖整體承載結構，而錨注再次對圍巖進行加固，提高圍巖整體強度，改善圍巖應力分布狀況，

使圍巖變形協調化、荷載均勻化，對深淺支撐層發揮整體承載能力具有重要作用。