突变理论在围岩稳定性分析中的应用研究

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1、万方数据硕士学位论文突变理论在围岩稳定性分析中的应用研究Applicationresearchofcatastrophetheoryinthesurroundingrockstabilityanalysis作者：谢飞导师：陈铁林教授北京交通大学2014年6月劣久点瓜▲P，文万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部

2、门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：诩怎签字日期：功[缈年』月加日万方数据中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文突变理论在围岩稳定性分析中的应用研究Applicationresearchofcatastrophetheoryinthesurroundingrockstabilityanalysis作者姓名：谢飞导师姓名：陈铁林专业学位：工学学号：11121297职称：教授学位级别：硕士学科专业：桥梁与隧道工程研究方向：围岩稳

3、定性北京交通大学2014年6月万方数据致谢时光飞逝，两年半岁月如白驹过隙般匆匆流过，刚入学时和同学们一起欢笑追逐的身影还没散去，现在已迎来了毕业的时刻。在这两年半时间里我得到太多人的帮助和支持，在此谨向所有关心和帮助过我的人表示深深的感谢。首先衷心地感谢我的导师陈铁林教授!在读研期间，陈老师给予了我精心的指导和孜孜不倦的教诲，他虚怀若谷、严谨治学的学者风范，谦逊认真、勤勉进取的做学问态度都给我以潜移默化的影响。两年半的时问里，陈老师不仅在专业知识领域对我悉心指导，使我能够弥补欠缺、有所进步，还给我提供了众多参与工

4、程实践和实习的机会，使我积累了实践经验、开阔了视野，为以后的工作和学习打下坚实的基础。在本论文的编写过程中，导师给予了极大的指点和帮助，并提出了大量的宝贵意见及建议；每当遇到困难的时候，陈老师高屋建瓴的见解总能使我如醍醐灌顶，再次找到突破口，将论文进行下去。在此谨向陈老师表示最诚挚的谢意和最崇高的敬意!感谢李亚飞师兄、刘振兴师兄、熊松师兄，初入交大时三位师兄热情地关照使我尽快融入了研究生生活；感谢刘晶晶师姐，师姐开朗豪爽的性格，使人感觉到大家庭的温暖。感谢同门师兄弟陈谱、董葳，无论是在平时的生活学习中，还是一块参

5、加工程实践中，两位同门均给我提供了无私的帮助，他们身上的优点也促使我不断进步；感谢各位同门师弟，在他们身上我也学到很多知识并为己用。感谢我的舍友王旭同学、魏昂同学，两年半的生活一直是他们默默陪伴，给予关照，从他们身上我也学到很多优秀的品质；感谢我的朋友们，他们给我的研究生生活平添了许多欢乐，让两年半的求学过程不再孤单。感谢我的家人，是他们无微不至的关怀和全力以赴的支持才使我取得了今天的成绩。我是他们的骄傲和动力，他们也同样是我的骄傲和动力，他们是我一生进取的力量源泉。最后，对审阅本文和参加论文评审及答辩的各位专家

6、表示诚挚的感谢，感谢你们对本文提出的宝贵意见，使本文的完成更加圆满!谢飞2014于红果园万方数据中文摘要摘要：岩土和地质工程系统具有高度的非线性特征，其变形、破坏和失稳充分体现了系统动力学过程的复杂性。从系统的非线性入手，进一步探索其某种普适性的内在规律，发展科学合理的、能够反映系统由渐变到突变、由连续到不连续的研究理论和分析方法，将成为重要的发展方向。在此背景下，突变理论作为一种非线性理论在岩土工程领域有了较为广泛的应用。目前突变理论在岩土工程中的应用主要有以下两个方向：(1)对工程系统进行简化，构建简单的物理

7、模型，在此基础上建立符合突变模型的数学表达式。这种方法只能用于研究简单的系统，限制了突变理论在岩土工程中的应用范围。(2)选取一个变量作为系统的势，通过数值模拟手段得到势的变化序列，进而拟合出符合突变模型的势函数来进行研究。但目前应用中没有统一的插值拟合方式，缺少对具体求解过程的研究。一般只是将判据值是否为负作为系统状态发生突变的判断标准，而且只计算几组变量下的情况，不能从总体上反映出突变理论运用过程中判据值的真实变化规律。本论文的主要研究内容是在数值模拟的基础上探究突变理论在隧道围岩稳定性分析中的应用方法。针对

8、目前研究中存在的问题，本文主要做了以下工作：(1)在大量模拟计算基础上，对比了中间插值和末端差值两种不同插值拟合方法所得到结果的异同，分析了两种插值方法的准确性及可靠性。(2)以岩样的压缩试验为例，通过改变材料参数，总结出判据值的变化规律，提出以变量与判据值关系曲线变化趋势和判据值正负相结合的系统突变综合判断标准，并求解出使岩样力学系统发生突变的临界值。(3)在以上工作基