岩石工程系统理论与应用第3讲参数交互作用强度和优势

1　因果图首先 ,我们讨论因果图的生成。参见图 1所示的ＲＥＳ交互作用矩阵 ,根据矩阵的结构 ,很显然 ,穿经参数Ｐｉ 的行代表Ｐｉ 对系统其它所有参数的影响 ,而穿经参数Ｐｉ 的列则代表系统中其它所有参数对Ｐｉ 的影响。当我们完成距阵编码后 ,便可以求得每行之和 ,ΣｊＩｉｊ,称之原因 ,Ｃ ;亦可以求得每列之和 ,ΣｉＩｉｊ ,称之效果 ,Ｅ ,它们的座标则为 (Ｃ、Ｅ )。参数“施工”的因果图座标 (Ｃ ,Ｅ) ,分别代表施工前和施工后的作用机理。图 1　因果图座标的生成1-沿主对角线的主要参数Ｐｉ ;2 -非对角线单元的交互作用Ｉｉｊ ;3 -…     

岩石工程系统理论与应用 第1讲 岩石工程系统概论

1　导　引岩石工程是宿主于既已存在的天然岩体中的特殊系统。它制约于环境 ,受岩体因素控制 ,诸如岩石材料性质、原岩应力状态和释放方式、岩体强度、不连续面性质和切割型式、地下水渗流等 ;它又扰动于环境 ,受施工因素影响 ,诸如开挖方法、爆破震动等。工程岩体的性态和岩体工程的效果就是这些因素交互作用、联合影响的结果。传统岩体力学的研究策略是把工程对象视作可以用某一类型模拟的结构物 ,而把各影响因素简化成可量度的参数或变量 ,且独自地参与模型所假定的物理作用 ,即便从统计上描述状态变量的独立性和相关性 ;或者保持其它因…     

岩石工程系统理论与应用第6讲系统思想与工程控制

1　系统理解正如前面所述 ,岩石工程系统采用交互作用矩阵表征相关状态变量以及施工单元加入后的同时即并行作用 ,而且 ,由于时间是连续的 ,施工作业自始自终必然在全部时间段连续即串行作用。因此 ,交互作用矩阵必然随着施工的进展向上移动 ,这就意味着 ,相继地把状态变化引入主对角线施工单元 ,并引起机理的相应响应 ,从而能够在施工结束时达到目标矩阵 ,在工程使用中监测矩阵状态变化 ,必要时采取补救措施。图 1　岩石工程系统理解 :岩体的并行和串行性质以及施工过程图 1表示出岩石工程系统的总体概念性理解。施工开始之前为一个自然过…     

岩石工程系统理论与应用第五讲 能量路径与耗散结构

众所周知 ,能量分析是处理许多物理和力学问题的有力方法 ,例如Ｇｒｉｆｆｉｔｈ理论 ,研究在释放的应变能是以为裂隙扩展提供必要的表面能时 ,预先存在的裂隙如何延伸 ,能量分析的主要优点之一是它包含了整个岩体的综合条件 ,因此 ,相比某一点的性质来 ,更能代表总体条件。研究的顺序是以能量水平为交互作用矩阵编码 ,然后考察矩阵中能量的源和汇 ,借助于路径解释确定能通量 ,最后考察熵的变化。熵是不再用来驱动作用机理的能量和测度 ,当促使作用机理起作用的自由能转变成扩散的且不再可用的能量时 ,则发生熵的变化 ,当然没有能量损失 ,熵…     

岩石工程系统理论与应用

第4讲 多元作用机理及路径解释 1 导引 前面论述岩石工程系统理论与应用研究的全部作用机理都是孤立的二元交互作用的概念,而实际岩石工程将同时发生二元或多元作用机理,即有一个机理系列,例如,A影响B,B影响C,C影响D;或许A影响C,C影响B,B影响D,然后D影响A,即从A返回到A的回路.但必须考虑所有起作用机理的连接即机理路径.显然,可以把机理路径视作序列的二元机理,即二元交互作用矩阵(BIM)的路径,如图1所示.这样,在一个路径中可能有一系列机理同时在起作用,而且是连续发生的.可见,BIM是研究所有这些串引、并行作用的基本结构.最初构造的是处于给定状态的矩阵,当矩阵"接通"后,许多同时作用机理将随着时间的增移而连续演化.这里,有必要讨论同时和连续作用的合成机理的矩阵路径表示和解释方法.     

岩石工程系统理论与应用

第1讲岩石工程系统概论 1 导引 岩石工程是宿主于既已存在的天然岩体中的特殊系统.它制约于环境,受岩体因素控制,诸如岩石材料性质、原岩应力状态和释放方式、岩体强度、不连续面性质和切割型式、地下水渗流等;它又扰动于环境,受施工因素影响,诸如开挖方法、爆破震动等.工程岩体的性态和岩体工程的效果就是这些因素交互作用、联合影响的结果.     

岩石工程系统理论与应用 第4讲 多元作用机理及路径解释

1　导　引前面论述岩石工程系统理论与应用研究的全部作用机理都是孤立的二元交互作用的概念 ,而实际岩石工程将同时发生二元或多元作用机理 ,即有一个机理系列 ,例如 ,Ａ影响Ｂ ,Ｂ影响Ｃ ,Ｃ影响Ｄ ;或许Ａ影响Ｃ ,Ｃ影响Ｂ ,Ｂ影响Ｄ ,然后Ｄ影响Ａ ,即从Ａ返回到Ａ的回路。但必须考虑所有起作用机理的连接即机理路径。显然 ,可以把机理路径视作序列的二元机理 ,即二元交互作用矩阵 (ＢＩＭ )的路径 ,如图 1所示。这样 ,在一个路径中可能有一系列机理同时在起作用 ,而且是连续发生的。可见 ,ＢＩＭ是研究所有这些串引、并行作用的基本结…     

基于RES理论的岩石可钻性综合预测研究

岩石的可钻性研究对于矿山凿岩效率和采矿作业成本有着直接影响。目前,实现可钻性分级的模型和方法大多依赖于各项岩石物理力学参数和各类统计分析方法,存在一定的局限性。岩石可钻性不仅是岩石单方面的属性,而且反映了岩石与钻具相互作用的综合特性。基于岩石工程系统(Rock Engineering System,RES)理论,将各项岩石力学性质和凿岩施工参数综合考虑为一个完整系统,采用人工神经网络编码法构建整体交互作用强度矩阵GRSE,建立了岩石可钻性分级综合预测模型,揭示了各个影响因素之间复杂关系以及对岩石可钻性的影响程度,并将其应用于程潮铁矿-430 m水平工作面的中深孔凿岩台车施工作业。结果表明:岩石质量指标(RQD)、石膏含量、铁矿石品位、冲击压力对矿岩可钻性具有重要影响。在上述分析的基础上,综合讨论了该水平的矿岩物理力学性质、矿物组分含量和凿岩工作参数,并根据矿岩可钻性级值对该水平进行了区域预测分级,现场据此优化了凿岩参数和工艺,提高了台班穿孔工程量。     

第四讲 机电一体化与控制理论

<正> 1 控制理论和控制技术对机电一体化的重要作用机电一体化技术的目标是使机械设备的性能更加完善,如实现高精度的定位功能、平滑和稳定的调速性能、无冲击振动的运行状态、对操作的灵敏响应、极好的随动指标、良好的节能效果、最佳的功率体积比等。要实现这些目标,离不开对控制理论和控制技术的研     

岩石工程的理论与实践(二)

弹性理论的应用硬岩中的长壁法开采硬岩中长壁法开采的典型例子是南非的埋藏很深的金矿,在那里是开采窄幅、倾角平缓而面积很大的矿体。其围岩是高强度的石英岩,含自然不连续面较少,只有一些层     

岩石工程的理论与实践(一)

本文作者系国际岩石力学学会主席,著名的岩石力学专家、教授。本文是作者在英国矿冶学会第19届Julius Wernher爵士纪念会的讲稿,系统地阐述了岩石工程的理论与实践及其相互关系,现特全文译登,以飨读者。     

岩石工程的理论与实践(三)

非弹性特性图16表示了在地下岩石开挖工程周围可能出现的岩体非弹性响应的一些类型,这包括岩石材料的剪切和张裂破坏〔50〕,塑性变形带的形成〔3、13〕,不连续面的滑移〔21、51〕,相互接触的岩块的局部破     

灰色系统理论与水支地质学讲座 第四讲 灰色水文地质系统决策

灰色决策是指决策模型中含有灰元或一般决策模型与灰色模型GM(n、h)相结合所进行的决策。主要内容有灰色局势决策、灰色线性规划、灰色层次决策等。本文不准备介绍灰色决策理论的全貌,只试图通过河南人民胜利渠灌溉问题的局势决策举例,较为详细地介绍灰色系统的局势决策理论。一、决策的一般知识决策通常是指事件、对策和效果的总称。发生了某些事件,自然要考虑一定的对策,不同对策效果不同。从对策中挑选一批效果最佳者去对付事     

岩石强度理论分类及在岩土工程中的应用

介绍了目前岩石强度理论的分类方法及使用条件和范围,举例分析了岩石强度理论在露天矿边坡稳定性分析中的具体应用,为露天矿的安全生产提供了科学依据.     

第Ⅱ类岩石变形规律在隧道工程中的应用

通过对第Ⅱ类岩石变形机理的分析,得到第Ⅱ类岩石变形具有脆裂性,在隧道工程中主要表现为突然崩塌.从该类岩石的特性着手并结合隧道工程施工环境进行分析,得出诱发崩塌的原因主要与岩石的强度、冲击应力、扰动荷载、施工质量等有关系,尤其在特殊环境下多个因素同时出现,更容易发生不良地质灾害,并提出了一套规避不良地质灾害发生的预控方案.