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岩爆和冲击地压数值模拟与评估预测方法


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岩爆和冲击地压数值模拟与评估预测方法
  • 书号：9787030466792
    作者：周辉,杨凡杰,张传杰,卢景景
  • 外文书名：
  • 装帧：圆脊精装
    开本：B5
  • 页数：260
    字数：315
    语种：zh-Hans
  • 出版社：
    出版时间：2016-02-25
  • 所属分类：
  • 定价： ￥128.00元
    售价： ￥101.12元
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本书针对深部工程经常遇到的岩爆和冲击地压等动力灾害展开研究，首先介绍一种模拟岩体非线性破坏演化过程的广义数值模型——物理细胞自动机模型，并用于研究岩爆和冲击地压形成过程中的混沌性及其演化规律；运用非线性动力学的理论和方法，对岩爆和冲击地压灾害的非线性动力学预测方法进行研究；对高应力硬岩的力学响应行为和强度的时间效应特性展开研究，并探讨了相应的力学模型；介绍目前应用较多的岩爆风险评估指标和方法，并提供工程应用实例；最后，研究深部岩体两种开挖方式（钻爆法和 TBM）的数值计算方法，并对岩爆和冲击地压等动力灾害发生过程中的新生边界条件及对其周围岩体扰动影响的数值计算方法进行了探索性研究。
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    前言
    第一章绪论1
    1.1岩爆和冲击地压灾害概述1
    1.2岩爆和冲击地压形成机制研究现状2
    1.2.1岩爆和冲击地压经典理论2
    1.2.2岩爆和冲击地压实验3
    1.2.3岩爆和冲击地压非线性动力学研究3
    1.3岩爆和冲击地压的预测评估方法研究现状5
    1.4本书的主要内容6
    参考文献8
    第二章岩爆和冲击地压孕育演化特征的细胞自动机制论14
    2.1引言14
    2.2物理细胞自动机的基本规则15
    2.3物理细胞自动机对岩体物理力学性质及应力的模拟16
    2.3.1对岩体材料性质的模拟16
    2.3.2对岩体内裂纹(或宏观“软弱区”)的模拟19
    2.3.3对应力环境的模拟19
    2.3.4对能量耗散的模拟20
    2.3.5对系统失稳的判别20
    2.3.6对单轴拉(压)条件下力-变形曲线的表达21
    2.4物理细胞自动机对岩体破坏特征的模拟23
    2.4.1对岩体破坏过程中力-变形-声发射演化关系的模拟23
    2.4.2对循环加载的模拟25
    2.4.3对不同声发射模式的模拟26
    2.4.4对裂纹尖端塑性破坏区形态的模拟28
    2.4.5改进的物理细胞自动机模型及岩石破坏过程中的变量相关性分析30
    2.5岩爆和冲击地压非线性特征的描述方法47
    2.5.1Lyapunov指数的定义及计算方法47
    2.5.2关联维的定义及其提取方法52
    2.6物理细胞自动机对岩体破坏演化混沌性的模拟分析54
    2.6.1不同能量输入方式对岩体破坏演化混沌性的影响55
    2.6.2裂纹(或局部宏观“软弱区”)对岩体破坏演化混沌性的影响59
    2.6.3不同初始均质程度对岩体破坏演化混沌性的影响62
    2.6.4能量耗散系数的物理意义及对岩体破坏过程混沌性的影响64
    2.6.5岩体破坏演化全过程中不同时段的混沌性68
    2.6.6岩体破坏演化中的定常运动行为76
    2.6.7不同观测时间间隔对岩体破坏混沌性的影响78
    2.7小结与讨论80
    参考文献81
    第三章岩爆和冲击地压的非线性动力学预测分析方法84
    3.1系统状态变量的确定及其非线性动力学方程反演84
    3.1.1岩爆和冲击地压系统观测变量的神经网络聚类分析85
    3.1.2系统独立主变量的构造87
    3.1.3系统非线性动力学方程的反演方法93
    3.1.4算例95
    3.2岩爆和冲击地压系统的可预测性理论研究99
    3.2.1不同因素对系统可预测尺度的影响规律101
    3.2.2基于胞映射理论的可预测尺度理论模型102
    3.3岩爆和冲击地压系统的非线性预测理论研究116
    3.3.1系统演化状态的数值预测方法116
    3.3.2岩爆和冲击地压系统的突变预测及评价122
    3.3.3冲击地压灰色-尖点突变预测的评价实例128
    3.4小结与讨论129
    参考文献130
    第四章高应力硬岩力学模型132
    4.1考虑围压效应的硬岩弹塑性耦合力学模型132
    4.1.1不同围压下两种大理岩的试验结果133
    4.1.2考虑围压效应的大理岩力学模型的建立137
    4.1.3力学模型的数值验证155
    4.2硬脆性岩石强度时效性演化模型158
    4.2.1硬脆性岩石时效性破裂机制的试验研究158
    4.2.2硬脆性岩石强度时效性演化模型研究173
    4.3小结与讨论186
    参考文献187
    第五章基于静力数值分析的岩爆/冲击地压预测评价指标与评估方法190
    5.1深埋地下隧道/巷道的数值计算方法190
    5.2基于静力计算的岩爆/冲击地压预测理论及其指标191
    5.3基于数值模拟的岩爆/冲击地压预测评估方法196
    5.4小结与讨论203
    参考文献203
    第六章岩爆/冲击地压孕育演化过程的动力学数值分析方法206
    6.1岩爆/冲击地压发生过程的能量判别指标206
    6.1.1动力灾害的形成机制研究206
    6.1.2单位时间相对能量释放率指标的提出207
    6.2动力灾害演化过程的数值计算方法212
    6.2.1钻爆法的开挖荷载数值计算方法研究213
    6.2.2TBM的开挖荷载数值计算方法研究220
    6.2.3岩爆/冲击地压发生过程中新生边界条件的数值处理221
    6.2.4岩爆/冲击地压数值计算中的其他问题226
    6.3工程案例计算228
    6.3.1应变型岩爆案例--钻爆法开挖229
    6.3.2时滞性岩爆案例计算234
    6.3.3动力激励型岩爆计算238
    6.4小结与讨论243
    参考文献243
    索引247
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