突變理論在圍巖穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、巖土和地質(zhì)工程系統(tǒng)具有高度的非線性特征，其變形、破壞和失穩(wěn)充分體現(xiàn)了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)過程的復(fù)雜性。從系統(tǒng)的非線性入手，進(jìn)一步探索其某種普適性的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)展科學(xué)合理的、能夠反映系統(tǒng)由漸變到突變、由連續(xù)到不連續(xù)的研究理論和分析方法，將成為重要的發(fā)展方向。在此背景下，突變理論作為一種非線性理論在巖土工程領(lǐng)域有了較為廣泛的應(yīng)用。
　　目前突變理論在巖土工程中的應(yīng)用主要有以下兩個(gè)方向:(1)對(duì)工程系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，構(gòu)建簡(jiǎn)單的物理模型，在此基礎(chǔ)上建立

2、符合突變模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式。這種方法只能用于研究簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，限制了突變理論在巖土工程中的應(yīng)用范圍。(2)選取一個(gè)變量作為系統(tǒng)的勢(shì)，通過數(shù)值模擬手段得到勢(shì)的變化序列，進(jìn)而擬合出符合突變模型的勢(shì)函數(shù)來進(jìn)行研究。但目前應(yīng)用中沒有統(tǒng)一的插值擬合方式，缺少對(duì)具體求解過程的研究。一般只是將判據(jù)值是否為負(fù)作為系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生突變的判斷標(biāo)準(zhǔn)，而且只計(jì)算幾組變量下的情況，不能從總體上反映出突變理論運(yùn)用過程中判據(jù)值的真實(shí)變化規(guī)律。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容

3、是在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上探究突變理論在隧道圍巖穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用方法。針對(duì)目前研究中存在的問題，本文主要做了以下工作:
　　(1)在大量模擬計(jì)算基礎(chǔ)上，對(duì)比了中間插值和末端差值兩種不同插值擬合方法所得到結(jié)果的異同，分析了兩種插值方法的準(zhǔn)確性及可靠性。
　　(2)以巖樣的壓縮試驗(yàn)為例，通過改變材料參數(shù)，總結(jié)出判據(jù)值的變化規(guī)律，提出以變量與判據(jù)值關(guān)系曲線變化趨勢(shì)和判據(jù)值正負(fù)相結(jié)合的系統(tǒng)突變綜合判斷標(biāo)準(zhǔn)，并求解出使巖樣力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生突變