基于突变理论的矿柱岩爆机理与岩爆预测研究（白云飞，2009，硕士论文）附期刊论文1篇

老马居士 · 发表于 2013-6-4 07:10

附录期刊论文1篇目录：
1、基于蒙特卡罗随机模拟的矿岩崩落块度预测研究（李响,贾明涛,王李管,白云飞，《岩土力学》2009.4）

硕士论文标题：基于突变理论的矿柱岩爆机理与岩爆预测研究
论文作者：白云飞
论文导师：邓建
论文学位：硕士
学位授予年份：2009
论文专业：采矿工程
论文单位：中南大学
论文页数：75页
格式：pdf
附件：1

硕士论文摘要：
矿柱岩爆机理及预测研究是国内外采矿工程领域的一个研究热点,也是一个研究难点。由于岩爆的发生具有突发性及非线性的特点,应用传统的力学方法研究矿柱岩爆机理具有一定的局限性,突变理论是基于拓扑学、奇点理论的数学工具,专门用来研究各种突变,即利用数学模型讨论系统状态发生跳跃性变化的普遍规律,讨论系统处于临界点附近时的非连续特性,它的诞生为研究岩爆这种具有突发性、非线性的动力学现象提供了一条新的途径。在湖南省自然科学基金(05JJ100100)的资助下,本文在已有的矿柱岩爆机理及预测理论研究的基础上,应用突变理论研究了对称开采、非对称开采及动力扰动作用下矿柱岩爆的突变机理,综合考虑了影响岩爆的因素,首次将统计学中的费歇判别分析法应用到岩爆预测中,建立了岩爆预测的费歇判别分析模型,并用建立的模型对实际工程进行预测。论文的主要内容如下: (1)综述了岩爆机理的研究成果及其研究现状,分析以往岩爆机理研究中存在的不足,指出建立准确的系统势函数是应用突变理论进行岩爆机理研究的基础。 (2)从能量原理出发,在准确计算出了岩梁的挠曲线方程的基础上,应用突变理论中的尖点突变探讨了对称开采及非对称开采条件下矿柱岩爆问题,得到了岩梁-矿柱系统跨越分叉集发生突变的充要条件。分析得到了不同开采方式下矿房安全开采跨度与岩爆的关系。分别计算了两种不同开采方式下岩爆发生时所释放的能量。 (3)将外界扰动载荷假定为谐波形式,建立了矿柱岩爆的双尖点突变模型。得到了扰动作用下矿柱突变失稳的判据。研究认为矿柱系统的非线性因素的演化会导致系统振幅平方不稳定的突跳抖动,会使矿柱系统的动能(或动量)发生突然的改变,造成突然的冲击或遏制,从而在系统内产生很大的冲击应力,这可能是矿柱系统发生岩爆灾害的一种机制。分析了系统处于临界状态时,外界微扰的关联程度对岩爆的影响。 (4)将统计学中的费歇判别分析法应用到岩爆预测中来,综合分析了影响岩爆的主要因素,选取最大切向应力σ_θ、岩石单轴抗压强度σ_c、单轴抗拉强度σ_t、岩石弹性能指数W_(et)、岩石最大切向应力与单轴抗压强度之比σ_θ/σ_c,及岩石单轴抗压强度与抗拉强度之比σ_c/σ_t等六个因素作为岩爆判别指标,建立了岩爆预测的费歇(Fisher)判别分析模型,并利用该模型对两个工程实例进行了岩爆预测,证明了岩爆预测的费歇判别分析模型的正确性,从而为岩爆预测提供了一种新的方法。
关键词：岩爆岩石力学突变理论费歇判别分析法岩爆预测

硕士论文目录：
文摘
英文文摘
第一章绪论
1.1论文的研究意义
1.2岩爆的静力学机理研究现状
1.3岩爆的动力学机理研究现状
1.4矿柱岩爆机理的突变理论研究现状
1.5岩爆灾害预测研究现状
1.6已有研究中未考虑的问题
1.7本文研究的内容与创新点
第二章对称开采方式下矿柱岩爆的尖点突变机理研究
2.1引言
2.2尖点突变理论简介
2.3对称开采下矿柱岩爆的尖点突变模型
2.3.1力学模型
2.3.2矿柱的应力-应变关系
2.3.3对称开采条件下岩梁的挠曲线方程
2.3.4系统的势函数
2.3.5对称开采时矿柱岩爆尖点突变模型
2.4对称开采矿柱岩爆尖点突变分析
2.4.1对称开采矿柱岩爆充要条件
2.4.2对称开采影响因素对矿柱岩爆影响分析
2.5对称开采矿柱岩爆过程中的能量释放
2.6算例
2.7本章小结
第三章非对称开采方式下矿柱岩爆的尖点突变机理研究
3.1非对称开采下矿柱岩爆的尖点突变模型
3.1.1力学模型
3.1.2矿柱的应力-应变关系
3.1.3岩梁挠曲线方程的确定
3.1.4系统的势函数
3.1.5非对称开采矿柱岩爆尖点突变模型
3.2非对称开采矿柱岩爆尖点突变分析
3.3非对称开采矿柱岩爆过程中的能量释放
3.4算例
3.5本章小结
第四章扰动作用下矿柱岩爆的突变分析
4.1引言
4.2扰动响应的提出
4.3扰动作用下矿柱岩爆的尖点突变分析
4.3.1力学模型
4.3.2矿柱非线性扰动系统的双尖点突变模型
4.3.3结构非线性系数的不同对矿柱岩爆的影响
4.4扰动载荷作用下矿柱系统突变理论判据
4.5随机扰动载荷作用下矿柱岩爆分析
4.6本章小结
第五章深部硬岩岩爆灾害预测研究
5.1岩爆烈度的分级、判据及影响因素
5.1.1岩爆烈度分级
5.1.2岩爆预测判据
5.1.3岩爆影响因素
5.2费歇判别分析法简介
5.3岩爆预测的费歇判别分析法模型
5.3.1评判指标的选取
5.3.2费歇判别分析法模型的训练
5.4工程应用
5.5本章小结：
第六章全文总结与研究展望
6.1全文总结
6.2进一步研究的展望
参考文献