煤巖體后破壞的理論研究及預(yù)測(cè).pdf

1、該論文針對(duì)煤巖體材料變形的后破壞進(jìn)行了分析,從破壞的終結(jié)形式和后果的預(yù)測(cè)兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的討論,其主要結(jié)果如下:首先,對(duì)煤巖體材料后破壞的機(jī)理和過(guò)程進(jìn)行了理論上的研究.本文應(yīng)用應(yīng)變梯度塑性理論對(duì)煤巖體材料在單軸壓縮條件下的變形局部化問(wèn)題進(jìn)行了探討.在一維條件下,本文得到煤巖材料在單軸壓縮條件下塑性應(yīng)變的解析表達(dá)式,給出了變形局部化帶寬度的計(jì)算公式;在二維條件下,建立了Mises屈服準(zhǔn)則下平面應(yīng)變、平面應(yīng)力兩種情況的煤巖體材料變形局部化

2、帶寬與其傾角的關(guān)系式,討論了在不同條件下傾角的變化范圍;討論了帶寬最大值和最小值形成的條件;給出了煤巖體材料Ⅰ、Ⅱ類變形破壞的條件并推出破壞的臨界角度;平行地建立了在Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則下平面應(yīng)力情況煤巖體材料變形局部化帶寬與其傾角的關(guān)系式.同時(shí),考慮到應(yīng)變梯度塑性模型的局限性,本文把率模型與梯度塑性模型結(jié)合起來(lái)研究了一維情況下四階及二、四階混合模型下的內(nèi)尺度變化的規(guī)律及穩(wěn)定性條件,并把上述結(jié)果推廣到二維情形,討論了一維

3、、二維情形下煤巖材料變形局部化帶寬及相關(guān)問(wèn)題.其次,對(duì)煤巖體材料后破壞的結(jié)果進(jìn)行了預(yù)測(cè)-沖擊地壓最大震級(jí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)及遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合預(yù)測(cè).首先對(duì)BP算法進(jìn)行改造,建立了多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異步迭代算法和一種帶有松弛因子的動(dòng)態(tài)異步迭代算法,上述算法能夠有效克服網(wǎng)絡(luò)的麻痹現(xiàn)象及局部極小問(wèn)題,仿真試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性;利用上述得到新算法,對(duì)煤巖體材料變形后破壞的宏觀表現(xiàn)形式-沖擊地壓進(jìn)行了預(yù)測(cè),提高了沖擊地壓預(yù)測(cè)方法的精度.

4、另外,鑒于BP算法自身缺陷,對(duì)基本遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種具有全局搜索能力混合優(yōu)化算法-基于遺傳模擬退火的優(yōu)化BP算法.本文利用該算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、權(quán)值和閾值進(jìn)行了優(yōu)化,經(jīng)優(yōu)化后得到網(wǎng)絡(luò)的一組權(quán)值和閾值,在此基礎(chǔ)上對(duì)新汶煤業(yè)集團(tuán)華豐礦1999年-2000年的現(xiàn)場(chǎng)沖擊地壓數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè),其效果達(dá)到了預(yù)定要求.最后,在上述預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上開發(fā)了礦山災(zāi)害-沖擊地壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng).系統(tǒng)選用MATLAB 6.1軟件,完成了集查詢、訓(xùn)練、預(yù)測(cè)功能為