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1 岩石截割破碎过程中的混沌现象6

1.1　截割破碎过程的非平衡性6

1.1.1　岩样压缩破坏的软化特征6

1.1.2　刀具截割破岩过程9

1.1.3　失稳机制10

1.2　截割破碎系统的非线性12

1.2.1　线性与非线性系统12

1.2.2　破碎系统的非线性因素13

1.3　截割破碎信号的非周期性14

1.3.1　测试系统14

1.3.2　数据采集程序16

1.3.3　截割阻力信号的统计特征17

2 载荷谱的动力学描述25

2.1　流与相型25

2.1.1　动力系统的概念25

2.1.2　平面奇点的分类27

2.1.3　混沌与奇怪吸引子34

2.2　吸引子的时域分量信号36

2.2.1　与奇点相应的信号特征36

2.2.2　Hénon奇怪吸引子37

2.2.3　Lorenz奇怪吸引子38

2.2.4　Rossler奇怪吸引子42

2.3 奇怪吸引子的分形特征42

2.3.1　Poincaré截面上的Cantor集42

2.3.2　碎块粒度的分形分布46

2.4　奇怪吸引子的Lyapunov指数谱50

2.4.1　连续流的算法50

2.4.2　实验数据序列的算法55

3 截割破碎动态的混沌反演57

3.1　流的离散采样57

3.2　流形上的嵌入59

3.3　从截割阻力信号反演系统动态61

4 破碎强度奇怪吸引子特征的数值实验66

4.1　吸引子的不变概率测度66

4.2　相关维数的估计67

4.3　数据的快速处理70

4.4 实验结果73

4.5　破碎强度奇怪吸引子的分形谱75

4.6　奇怪吸引子的Kolmogorov熵特征77

4.6.1　混沌程度的测度熵77

4.6.2　实验数据序列的算法79

5 混沌识别方法在岩石结合破碎中的应用81

5.1 高压水射流配合机械刀具破岩方法81

5.1.1　预切槽方法82

5.1.2　辅助方法82

5.1.3　结合方法82

5.2　水楔作用的增压效应83

5.3　水楔作用的稳态起裂水压85

5.4 自控水力截齿破岩效果87

5.4.1　正交试验87

5.4.2　切割间距的试验91

5.5 自控水力截齿强化跃进破碎的声发射测试92

5.5.1　探测破裂范围的声发射技术92

5.5.2　AET—5500声发射测试系统93

5.5.3　实验结果94

5.6　水力参数合理选择的混沌准则97

6 岩石截割破碎的混沌动力学100

6.1　通向混沌的分叉道路100

6.2　岩石截割破碎的本构方程103

6.2.1　岩石截割破碎状态的损伤变量描述103

6.2.2　分布特征参数的重整化群算法106

6.2.3　截割破碎的动力系统108

6.3　截割破碎失稳的分叉集110

6.4　截割阻力信号的混沌时序模拟113

6.4.1 确定性的非线性时间序列模型113

6.4.2　模拟载荷谱的Lyapunov指数117

6.5　岩石截割破碎的混沌模型118

6.5.1　模拟奇怪吸引子118

6.5.2　离散相空间123

6.5.3　简单胞映射方法124

结束语127

参考文献128

术语简释136

内容索引138