随着浅部资源的逐渐减少和枯竭,资源开发逐渐向深部发展,我国千米级的矿井日益增多。由于深部岩体所处环境的特殊性和应力场的复杂性,特别是处于“三高一扰动”环境下的深部软弱泥岩,很容易受掘进或开采扰动而破坏失稳,在诸多的矿井冒顶片帮事故中,泥岩锚固体结构稳定性的问题尤为突出。泥岩锚固体结构分析以兖州煤业股份有限公司万福煤矿回风暗斜井围岩为研究对象。在施工过程中由于岩层渗水、钻孔积水等因素影响,使得泥岩处于高湿度环境中,结合泥岩具有的吸水弱化特性,使得泥岩锚固结构稳定性呈现弱化现象,从而影响锚杆支护整体的部分失效或完全失效,对矿井的安全生产产生极大的威胁。泥岩的基本岩石性质采用X射线衍射分析、实验室质量测试和单轴压缩实验分析。确定泥岩的矿物组分和岩性,表征该泥岩的质量含水率、遇水裂解特性和天然单轴抗压强度。湿度条件下泥岩膨胀特性通过恒温恒湿养护箱养护手段进行测量与分析。泥岩的膨胀规律通过特定位置的尺寸测量和质量测量进行总结,分析其膨胀应变与养护时间的关系。泥岩不同方向的膨胀规律不同,具有显著的各向异性,并且泥岩试件中显著的裂隙、节理、结构面直接影响泥岩吸水膨胀的速度、膨胀系数和含水率。含水率对于泥岩单轴抗压强度的影响通过实验室内单轴压缩实验进行测试。测试结果表明:含水率对于泥岩的单轴抗压强度具有显著的影响,随着含水率的升高,泥岩单轴抗压强度随之降低,呈现软化趋势。当泥岩达到饱和含水率时,泥岩呈现裂解现象,泥岩完整性被破坏,部分失去或完全失去承载性能。泥岩的破坏形式也随着含水率的提高发生变化,由拉破坏逐渐演化为拉剪破坏。湿度环境下含水率对于泥岩与锚固剂界面稳定性的弱化影响机理通过PFC2D进行模拟。通过泥岩力学试验进行数值模拟参数校核,模拟结果表明:1)随着含水率的提高,泥岩与锚固剂界面的剪应力减小,抗剪强度降低;2)泥岩与锚固剂界面的剪应力-位移曲线随着含水率的提高趋于平缓,符合软弱材料的剪应力-位移曲线形式。论文中有图28幅,表格7个,参考文献68篇。