文档介绍：山东科技大学
硕士学位论文
岩石破坏演化细观非均质物理元胞自动机(Mh-PCA)研究
姓名:马志涛
申请学位级别:硕士
专业:采矿工程
指导教师:谭云亮
20030501
要摘关键词:细观非均质岩石元胞自动机人研究的经验,提出了一种新的元胞自动机模型——细观非均质物理元胞自动本文在传统元胞自动机基本理论的基础上,,结果与理论基本一致。从而,为岩石破坏机理的研究提供了一种新的机模型拟,得到不同均质度材料对应的声发射模式和破裂模式,与已有的实验结果相符合。同时利用该模型,作者还对岩石破坏演化过程中的自组织临界现象进行均质度声发射破坏模式,—,并利用该途径。山东科技大学硕士学位论文摘要·
一————————————茎—墨生查塑垫垄芏堡主兰堡垒查狿琲琣簃,“,,,產甎飏甀..,绝.,琱,
研究生签名::,本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文尚没有呈交于其他任何学术机关作鉴定。乒。。;·ぁ日ⅡⅡ代痵“,疘’:
髀问题的提出及意义种十分复杂的地球介质,岩石结构的非均一性,自然和人为等众多的因素造随着对这种复杂性的不断揭示,近年来,国内外许多学者越来越认识到布,岩石内地应力随时空而变,岩石成份与构造的复杂性与多相性等构成岩【小浚谎沂谋湫巍⑵苹倒淌且桓龆姆窍咝圆豢赡娴难莼蹋髦参数处于动态变化之中。由此可见,岩石的破坏演化比其他材料具有更为显以往对岩石力学的研究多是建立在均匀、连续介质力学模型的基础上。显然,采用这一传统的力学模型对非均匀材料的力学行为和现象进行分析已不再合适;另外,岩体系统是高度复杂的非线性系统,其破坏演化是不可逆的,要对其破坏演化行为进行预测和控制,也必须借助当代非线性科学,建立适合岩石力学及其工程特点的非线性动力学理论。近几年发展起来的,作为非线性科学一个分支的元胞自动机理论在这方面具有很好的应用前景。但由于问题的难度,元胞自动机模型中运用的规则大都基于最简单的模所固有的材料性质等。所以,建立一种适合模拟岩石破坏演化的细观非均质物理细胞自动机模型,以对不同物理力学性质的岩石在不同应力条件下的破坏演化过程以及呈现出的非线性特征等实现更逼近实际的模拟,这对研究岩石破裂机理和为工程稳定性进行预测预报提供科学的依据和方法是十分必要利用元胞自动机理论对岩石破坏进行研究,是对岩石力学的进一步发展,具有较强的理论意义。同时,对因系统能量转化传递而引起的矿山、地下工程中的岩爆、冲击地压等问题的机理研究也具有重要参考价值。岩石的破坏机理一直是岩石力学研究的主要问题之一。然而,岩石是一成了岩石力学行为具有很强的复杂性、模糊性和不确定性。非线性是岩石力学行为的本质特征⋯,主要表现在:岩石材料的高度无序分石力学行为的高度非线性,而且岩石非均质性往往是非线性的主要成因之一著和强烈的非线性特征。型】而建立的,没有考虑对岩石破坏演化所起主要作用的因素,如岩石介质山东科技大学硕士学位论文的。
元胞自动机的发展及国内外研究现状希望通过特定的程序在计算机上实现类似于生物体发育中细胞的自我复制,为了避免当时电子管计算机技术的限制,他提出了一个简单的模式,把一个长方形的平面划分成若干个网格,每一个格点表示一个细胞或系统的基元,他们的状态可以赋值,在网格体系中,可以用相应的实格或空格来表间里,这一开创性的工作几乎完全停止。年,“生命”游戏的程序,该程序有几条简单的规则构成,细胞的产生、成活及死亡都是由局部的细胞密度决定的,结果细胞或基元在网络中产生无法预测的延伸、变形和停止等复杂的模式。生复杂行为这一特性。自年代以来,物理学家,计算机学家和生物学家等对研究元胞自动机的兴趣大增。其中著名的数学家畐对一维元胞自动机进行了系统的研究“浚诖罅考扑慊D獾幕∩希0远行为划分为四类,奠定了元胞自动机的理论基础,为后来元胞自动机的深入研究以及人工生命研究和近年来兴起的复杂性科学的研究做出了卓越的贡近年来,随着人们对元胞自动机理论研究的深入以及计算机技术的快速发展,元胞自动机越来越被广泛地应用到社会、经济、军事和科学研究等各个领域。其中涉及到社会学、生物学、信息科学、材料科学、计算机科学、物理学、化学、地理、环境、军事学等。在材料科学领域,材料科学的基本问题之一是材料显微组织形态及其演变规律,对这类复杂、动态、离散以及带有随机性的问题,一直都缺乏定量的数学描述。新兴的元胞自动机凭借其特有的时空离散性、规则的局部性而显示出在这一领域广阔的应用前景。因此,自年代,驣、和尽】等人相继对金属凝固中