岩石试件力学系统运动规律的描述及稳定性初探

从广义的角度提出了岩石试件力学系统及其运动稳定性的概念,对岩石试件力学系统的运动规律进行描述,分别讨论了岩石试件力学系统的特殊运动形式,并对线性岩石试件力学系统运动稳定性进行了分析.     

岩石力学系统的基本问题

从岩石工程破坏的角度现象出发,提出岩石力学系统的定义及其边界、结构、参数、反馈、功能等基本问题,并就岩石力学系统的基本问题进行了理论分析,得到岩石力学系统功能是指系统与外部环境相互作用和相互联系所表示出来的性质、功能和功效等。     

单一弱面控制岩石力学系统特性

在含有面的岩石微元体中,弱面的倾角不同,岩石力学系统的结构形式就不同,其力学特性随着弱面倾角的变化而变化;弱面的力学参数的变化也是控制整个岩石微元体力学性能的主要因素。弱面的粘聚力越大,微元体系统承能力越大,并且承载能力随弱面内摩擦系数的增大而增加。     

变质量力学系统相对运动的变分原理及其应用

本文提出了变质量力学系统相对运动的广义惯性势函数的一般定义，从而建立了这类系统的型变分原理及变质量非完整力学系统相对运动新型运动微分方程，并给了变质量非完整力学系统相对运动的第一积分存在的条件，文末举例说明结果的应用。     

广义经典完整非保守力学系统Lie对称性及其守恒量

研究了广义完整非保守力学系统的Lie对称性及其守恒量. 建立了系统的运动微分方程，给出其确定方程、结构方程和守恒量，得到了系统的Lie对称性定理和逆定理，最后举例说明结果的应用.     

综放沿空异形煤柱留巷系统力学场演化规律

研究了不同煤柱宽度时综放沿空异形煤柱锚网支护留巷系统围岩应力分布和破坏特征. 揭示了煤体边缘水平应力和垂直应力峰值不耦合的规律以及巷道顶板应力峰值随煤柱宽度不同而演化的轨迹. 深入探讨了综放沿空留巷岩石力学系统的控制变量,并根据控制变量的取值对系统稳定性区域进行了划分,对不同煤柱宽度时的巷道系统稳定性进行了综合分析和评价,对综放沿空留巷合理护巷煤柱宽度提出了建议. 提出并实施了"以加固沿空异形煤柱为主、悬承锚网支护留巷圈为辅"的综合控制技术.     

岩石工程系统理论在边坡稳定性评价中的应用

现有的边坡稳定性评价方法不能考虑参数间的作用机理，和施工对整个边坡岩体天然性质的影响。而岩石工程系统理论将整个岩石工程视作一个系统来处理，能考虑岩石工程中各种不同因素，及其因素间的相互影响和施工对工程状态的影响。鉴此，在岩石工程系统理论的基础上，运用智能方法并结合样本，生成一个动态的网络结构，建立各边坡样本的岩石工程系统矩阵，然后求解各矩阵，并得出稳定状态边坡与非稳定状态边坡矩阵解的规律，以此提出边坡稳定性指数的概念。最后，利用此方法对福建紫金山金矿露天边坡稳定性进行了评价，并与极限平衡法得出的结果进行比较，得到一致的结论。     

岩石全应力-应变曲线及其与岩爆关系

提出了岩石典型全应力－应变关系曲线的数学描述,推导了岩石爆发生的能量条件,并论述了不同力学系统中岩爆发生时释放能量与系统热能的关系。     

含硬包体岩石破裂演化过程的声发射数值模拟

从岩石的损伤模型出发，推导了受到损伤岩石的单元刚度矩阵，采用声发射数值模拟方法研究了含有硬包体岩石的破裂演化过程，研究了硬包体的形状对岩石破裂演化过程的影响，确定了主破裂即将发生的临界状态，研究了围压条件对岩石破裂演化过程的影响．论文工作对于进一步研究含有随机裂纹与硬包体同时存在的岩石破裂演化过程以及研究地震空区和条带的生成条件具有较重要的参考意义。     

完整力学系统的高阶Hamilton方程

依据Legendre变换，引入高阶Hamilton函数，得到了在力变率和高阶力变率作用下完整保守力学系统和完整非保守力学系统的高阶Hamilton方程。     

泥页岩三轴蠕变实验及结果应用

钻井工程中的井壁稳定问题大多发生在泥页岩井段。根据实验得出的岩石力学参数可以较好的进行井壁稳定及相关问题的力学性质分析。详细介绍了采用三轴岩石力学实验机进行的泥页岩三轴蠕变实验的原理,并根据实验结果按照非线性回归的方法得出了描述变形的本构方程及其蠕变系数,结合该泥页岩的粘土含量,为分析该泥页岩的蠕变规律和计算蠕变压力提供了科学依据。同时,根据不同缩径率所需安全钻井液密度下限的计算公式,得出了相应的钻井液密度下限。     

金沙江宜宾—白鹤滩段岸坡类型与稳定性

在现场调研和深入研究宜宾-白鹤滩段岸坡地质背景和岩体力学环境备件的基础上，根据岸坡岩土体的结构特征和地形特征，将金沙江宜宾-白鹤滩段约410km长的沿江地带岸坡类型划分为4个大类9个亚类9个小类，并详细阐述了各类岸坡发育分布特征与稳定性状况．结果表明，顺向等倾岸坡和斜向倾内层状岸坡是滑坡的易发地段，而崩塌则在陡倾内层状和斜向倾内层状岸坡中最易发生；变形体主要集中发育于平缓倾内层状岸坡和中一陡倾外层状岸坡．研究结果对金沙江宜宾-白鹤滩段岸坡稳定性评价和岸坡失稳的预测和防治具有重要的实际应用价值，可为“西电东送”重点工程区岸坡失稳的预测和防治提供了科学的地质依据．     

一种滑翔增程火箭弹姿态控制器设计

为了克服火箭弹滑翔飞行过程中各种扰动因素的影响,提高弹道控制效果,研究了一种非线性随机系统最优控制方法。基于火箭弹飞行过程的一般控制原理,建立了微分方程形式的姿态动力学模型;以攻角和侧滑角作为观测量,以舵偏角作为控制量,推导出姿态控制系统的状态方程、目标函数与控制律;给出了伴随函数的详细表达式,并基于里卡蒂方程设计了最优滤波器。以滑翔段启控点散布作为特征点进行姿态控制器控制参数设计与仿真分析。仿真结果表明,该控制器系统响应快,具有良好的控制品质。     

中继法解决临近空间Ka波段通信黑障问题研究

为了克服火箭弹滑翔飞行过程中各种扰动因素的影响,提高弹道控制效果,研究了一种非线性随机系统最优控制方法。基于火箭弹飞行过程的一般控制原理,建立了微分方程形式的姿态动力学模型;以攻角和侧滑角作为观测量,以舵偏角作为控制量,推导出姿态控制系统的状态方程、目标函数与控制律;给出了伴随函数的详细表达式,并基于里卡蒂方程设计了最优滤波器。以滑翔段启控点散布作为特征点进行姿态控制器控制参数设计与仿真分析。仿真结果表明,该控制器系统响应快,具有良好的控制品质。     

高地应力条件下围岩稳定性分析及控制

在对比分析工程实测值和计算值差异的基础上,提出了围岩峰后大变形计算值出现显著偏差的问题;通过对比分析实际围岩和本构实验峰后阶段试块裂缝开展过程和特点,提出峰后阶段本构实验出现失真的问题;在分析岩石力学实验发展过程的基础上,与第一次失真相比较,提出了本构实验的第二次失真;在分析实际围岩大变形及其与支护结构相互作用的基础上,阐明围岩变形过程和支护承载过程不能相互协调是当前支护结构破坏的主要原因;遵循支护与围岩协调承载的基本原则,构思了一种新的衬砌结构形式。     

岩石损伤协同特征分析

从系统的观点出发,采用热力学和协同学的基本理论和方法研究岩石受栽条件下的损伤演化问题。应用协同学的绝热消去法得到了岩石考虑初始损伤条件下的非线性力学模型;研究岩石破坏过程中的相变问题,并加以深入分析,获得了岩石受我破坏过程中裂纹的平均取向规律,揭示了岩石破坏过程申的声发射现象和体征规律;初步建立了岩石协同破坏理论框架,并应用数值模拟验证了理论分析的正确性。     

矿山岩层细观尺度破坏数值模拟研究若干进展

为了揭示岩石细观尺度破裂演化及其力学特征，研究获得的力学元胞自动机（MCA）方法能够基于能量传递及耗散规则，有效模拟细胞岩石破坏演化过程及其能量释放规律；开发的细观二维颗粒元（2D-bail）模拟方法实现了对煤岩动力过程及其能量变化的有效模拟；研究改进的Boltzmann方法实现了对裂隙煤体内瓦斯运移规律及解吸附特征的有效模拟。     

构造应力对煤层顶板稳定性影响的数值分析

煤层顶板垮落是煤矿生产常见的灾害,煤层顶板稳定性预测是防治顶板事故的关键技术措施。构造应力是影响煤层顶板稳定性的重要因素之一。利用FLAC3D软件,分析在构造应力的影响下煤层顶板在采动过程中的变形破坏特征,以及不同侧压条件下煤层顶板的移动规律。结果表明,顶板破坏在岩梁中部是由下向上发展的,在一定的条件下,随着水平构造应力的增大,顶板破坏范围逐步减小,顶板岩层的位移逐步减小。