發(fā)布時(shí)間：2021-01-20 10:58

　　巖爆是巖體在高地應(yīng)力下工程開挖過程中經(jīng)常遇到的地質(zhì)災(zāi)害,往往會(huì)給施工人員和設(shè)備帶來不可估量的損失,因此對(duì)其發(fā)生及等級(jí)的預(yù)測(cè)已顯得十分必要。本文采用以突變理論為基礎(chǔ)的突變級(jí)數(shù)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)巖爆發(fā)生的烈度等級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)。（1）首先,從巖爆發(fā)生機(jī)制出發(fā),圍繞巖性、應(yīng)力、圍巖三個(gè)方面分析巖爆發(fā)生的影響因素,并選取巖石單軸抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)度應(yīng)力比、應(yīng)力系數(shù)、巖石完整性系數(shù)和彈性變形能指數(shù)作為評(píng)判指標(biāo)來建立巖爆烈度等級(jí)預(yù)測(cè)的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。（2）鑒于突變級(jí)數(shù)法通常采用專家打分的方法對(duì)指標(biāo)重要程度進(jìn)行排序,具有主觀性較大的缺陷,故本文從兩種角度（離差平方和的組合賦權(quán)法、TOPSIS理論逼近理想解排序法）對(duì)所選評(píng)判指標(biāo)的重要程度排序進(jìn)行改進(jìn)。（3）根據(jù)五個(gè)評(píng)判指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)建立兩種突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)模型,即多維的印第安人茅舍突變模型、常規(guī)的尖點(diǎn)燕尾突變模型,再根據(jù)指標(biāo)重要性排序進(jìn)行歸一化計(jì)算,得到突變級(jí)數(shù)值,并劃分相應(yīng)的巖爆烈度等級(jí)區(qū)間,即無巖爆（Ⅰ）、弱巖爆（Ⅱ）、中等巖爆（Ⅲ）及強(qiáng)烈?guī)r爆（Ⅳ）。采用樣本數(shù)據(jù)回代的方式得出巖爆預(yù)測(cè)最優(yōu)突變級(jí)數(shù)模型。文中引用江邊水電站為實(shí)例,選取20個(gè)有代表性且?guī)r爆數(shù)據(jù)較完整的洞段構(gòu)... 

【文章來源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究方法

體系中的梯度系統(tǒng)進(jìn)行探究，并將該系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)與歸納[70]。然而托姆所研究的突變理論在應(yīng)用過程中是有一定局限性的，他所研究的理論多用于解決光滑動(dòng)力系統(tǒng)中穩(wěn)定平衡態(tài)的分叉問題（包括緩慢變化、突跳變化），但在實(shí)際應(yīng)用過程中并不能保證各個(gè)系統(tǒng)是數(shù)學(xué)意義上的動(dòng)力系統(tǒng)，且動(dòng)力系統(tǒng)也不一定是微分動(dòng)力系統(tǒng)，微分動(dòng)力系統(tǒng)也不一定光滑。之后，數(shù)學(xué)家阿諾爾德和齊曼兩人在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上做了一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)來研究突變理論，該實(shí)驗(yàn)成功引起了學(xué)者們的興趣，促使他們對(duì)突變理論進(jìn)行更為深入的研究[71]。如圖3-1是齊曼在1972年研制的一種簡單的示教模型簡圖。這種模型不僅制作簡易,而且可以很好地描述復(fù)雜的突變過程。圖3-1齊曼突變機(jī)構(gòu)Fig3-1Zymanmutationmechanism最簡單的制作步驟是找兩根完全一樣的橡皮筋，以它們未拉伸的長度作為單

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文203V(x)xx(3-1)其中，x為狀態(tài)變量，μ為控制變量，相空間是二維空間：（x，μ）。折迭突變模型的平衡曲面M是對(duì)其勢(shì)函數(shù)求導(dǎo)為零的結(jié)果，如式(3-2)所示：2()30dVxxdx(3-2)該平衡曲面是一條光滑的拋物線，如圖3-2所示。不難發(fā)現(xiàn)，模型的控制區(qū)域被分歧點(diǎn)集劃分為兩個(gè)區(qū)域，分別由兩個(gè)平衡狀態(tài)控制，且一個(gè)穩(wěn)定一個(gè)不穩(wěn)定。奇點(diǎn)集S是平衡曲面M的一個(gè)子集，可表示為：23060xx(3-3)由式(3-3)可知（0,0）點(diǎn)即為奇點(diǎn)集S。接下來將其在控制空間上投影，并聯(lián)立消去系統(tǒng)的狀態(tài)變量x可得到只包含控制變量的關(guān)系式，即折迭突變模型的分歧點(diǎn)集B：0(3-4)由式(3-4)可看出折迭突變模型的分歧點(diǎn)集為一個(gè)點(diǎn)。圖3-2折迭突變模型平衡曲面Fig.3-2Foldedcatastrophemodelequilibriumsurface（2）尖點(diǎn)突變模型尖點(diǎn)突變模型包含2個(gè)控制變量和1個(gè)狀態(tài)變量，其實(shí)際應(yīng)用較為廣泛。尖點(diǎn)突變的勢(shì)函數(shù)為：42V(x)xxx(3-5)其中，x指的是狀態(tài)變量，μ、ν指的是控制變量，其相空間是由（x，μ，ν）構(gòu)成的三維空間。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國煤礦沖擊地壓發(fā)展70年:理論與技術(shù)體系的建立與思考[J]. 齊慶新,李一哲,趙善坤,張寧博,鄭偉鈺,李海濤,李宏艷.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(09)
[2]硬巖巖爆預(yù)測(cè)預(yù)警研究進(jìn)展[J]. 李鵬翔,陳炳瑞,周揚(yáng)一,肖亞勛,豐光亮,祝國強(qiáng).  煤炭學(xué)報(bào). 2019(S2)
[3]深部硬巖礦山巖爆的動(dòng)靜組合加載力學(xué)機(jī)制與動(dòng)力判據(jù)[J]. 李夕兵,宮鳳強(qiáng),王少鋒,李地元,陶明,周健,黃麟淇,馬春德,杜坤,馮帆.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]深部巖爆演化機(jī)制的耗散結(jié)構(gòu)理論分析[J]. 胡傳宇,梅甫定,張文龍,張倓.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(02)
[5]爆破動(dòng)荷載作用下深埋隧道失穩(wěn)破壞模擬研究[J]. 張?zhí)m,孫中光.  煤礦安全. 2019(02)
[6]巷道巖爆過程能量演化特征實(shí)驗(yàn)研究[J]. 梁鵬,張艷博,田寶柱,姚旭龍,孫林,劉祥鑫.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[7]基于改進(jìn)的RS-TOPSIS模型的巖爆傾向性預(yù)測(cè)[J]. 王曠,李夕兵,馬春德,顧合龍.  黃金科學(xué)技術(shù). 2019(01)
[8]突變級(jí)數(shù)法在隧道巖爆等級(jí)預(yù)測(cè)中應(yīng)用[J]. 張?zhí)煊?李建朋,廖萬輝.  公路. 2018(09)
[9]基于組合賦權(quán)灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS的節(jié)水灌溉效益評(píng)價(jià)[J]. 陜振沛,寧寶權(quán),郭亞丹.  節(jié)水灌溉. 2018(09)
[10]基于組合賦權(quán)-TOPSIS理論的巖爆預(yù)測(cè)研究[J]. 董源,張引,習(xí)朝輝.  人民珠江. 2018(09)

博士論文
[1]巖爆預(yù)測(cè)方法與理論模型研究[D]. 賈義鵬.浙江大學(xué) 2014
[2]煤層巷道底板沖擊機(jī)理及其控制研究[D]. 徐學(xué)鋒.中國礦業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于突變理論的邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究[D]. 李青峰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]沖擊地壓下千秋煤礦回采巷道破壞特征研究[D]. 吳怡凡.河南理工大學(xué) 2018
[3]基于突變理論的深埋隧道巖爆危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)研究[D]. 喬趁.河北工程大學(xué) 2018
[4]基于三種突變模型的隧道圍巖穩(wěn)定性研究[D]. 胥杰洋.蘭州大學(xué) 2018
[5]基于模糊綜合評(píng)價(jià)的巖爆危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)[D]. 張曉燕.河北工程大學(xué) 2017
[6]地下礦井深埋巷道巖爆預(yù)測(cè)及危險(xiǎn)性研究[D]. 靳雅蕙.中北大學(xué) 2017
[7]基于加權(quán)模糊TOPSIS方法的系統(tǒng)失效風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D]. 張文軍.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]深埋隧道巖爆預(yù)測(cè)及施工技術(shù)研究[D]. 舒文軍.石家莊鐵道大學(xué) 2016
[9]基于突變理論的地下工程圍巖穩(wěn)定極限位移確定方法[D]. 譚云龍.北京交通大學(xué) 2015
[10]高地應(yīng)力地區(qū)隧道巖爆預(yù)測(cè)研究[D]. 劉磊磊.中南大學(xué) 2014



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