层状围岩失稳判据：尖点突变理论研究

"穆成林等人基于尖点突变理论对层状围岩失稳判据进行了深入研究，提出了一种弯折失稳破坏的模型。该模型建立在层状围岩（岩体梁）的地质力学模型和势能函数基础之上，旨在探讨非线性系统在连续渐变到突变状态的转变过程，并分析了层状围岩在破坏过程中能量释放的机制。通过定态曲面方程和分支曲线方程，他们推导出系统失稳的充要力学条件，进而构建了一种符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据。研究指出，围岩的稳定性受外力p、q，岩体的弹性模量E，重度rc，层间剪应力τ以及几何尺寸l、h等因素共同影响。应用该失稳判据对矿区巷道围岩实例进行分析，结果显示与实际情况的一致性超过84%，证实了理论的有效性。" 这篇研究详细探讨了层状围岩的稳定性问题，特别是当岩体经历弯折失稳时的情况。尖点突变理论在此被用来分析系统状态的变化，这是非线性系统研究的重要工具。通过这个理论，研究人员能够理解和预测系统从连续变化到突然破坏的转变，这对于预防地质灾害和保障地下工程的安全至关重要。 文章中提到的岩体梁失稳判据是建立在对岩体物理特性的深入理解上的。外力p和q通常代表作用在岩体上的压力，而弹性模量E则反映了岩体的抵抗形变的能力。重度rc是岩体单位体积的质量，层间剪应力τ描述了岩层之间的剪切作用，而几何尺寸l和h则影响了岩体的结构稳定性。这些参数共同决定了围岩是否会发生失稳破坏。 研究团队通过定态曲面方程和分支曲线方程，推导出判断系统失稳的力学条件，这是一种定量分析岩体稳定性的方法。在实际应用中，这种失稳判据可以用于预测和评估矿山巷道等地下结构的安全性，帮助工程师设计更合理的支护方案，降低因岩体失稳引发的安全风险。 通过矿区巷道的实例分析，该研究的理论模型与现场观察结果的一致性高达84%，显示出尖点突变理论在层状围岩失稳研究中的应用价值。这一结果不仅验证了理论的准确性，也为未来类似工程问题的解决提供了有力的科学依据。 穆成林等人的研究对层状围岩的失稳机理及判断标准进行了深刻解析，为地质工程领域的稳定性评估提供了新的理论工具，对于提高地下工程的安全性和可靠性具有重要意义。