深部岩体非线性Kelvin蠕变变形的混沌行为

随着矿山开采的大规模进行和采深的加大,在深部高应力作用下巷道围岩的破坏日益严重,这使得越来越多的采用非线性科学理论和方法分析巷道围岩的稳定性。推导非线性Kelvin流变模型的本构方程以及其蠕变曲线的解析解;分别采用两种数值微分方法对非线性蠕变方程进行求解,结果发现非线性蠕变方程的数值解在有些情况下与解析解不一致,即数值解可能出现不稳定;通过变量代换,该非线性蠕变方程可化为Logistic方程。这样,通过将岩体的本构模型与非线性理论相结合,从理论上证明岩体的非线性蠕变具有混沌行为,并相应获得岩体变形发生混沌的条件,根据实测位移序列,为采用混沌学方法进行深部岩体工程的稳定性预测和控制奠定理论基础。