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岩体突水决策模型研究:采动覆岩系统应力熵

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:由热力学与统计物理学可知,熵是系统混乱程度的一种度量,热力学第二定律即描述了系统的不可逆过程,系统的熵增加原理。而采动岩体变形破坏的过程正是一个不可逆的过程,随着采动的进行,系统总体的熵会增加。采动覆岩系统是一个开放的系统,其d S可以分成两个部分:根据热力学第二定律,显然系统内部熵d i S>0,如果d e S>0,当d S<0时,外界输入足够多的负熵,会使系统趋于有序化。

岩体突水决策模型研究:采动覆岩系统应力熵

系统科学可以从整体和局部、全局和局部以及层次关系的角度来研究客观世界。从系统科学的观点来看,采动覆岩系统是由岩体工程、地下水系统、地下开采环境以及人类活动等系统组成,具有非线性、混沌和自组织特性[136-145],从热力学角度来看,随着开采的进行,系统的复杂程度增加,是系统熵增加的一个过程。采动覆岩系统,随着煤层开采,系统持续进行不可逆的演化,由于地下采矿工程的复杂性,大量的非稳定与非均匀的离散数据存在于采动覆岩系统中,如位移、声发射的时序记录数据,均具有明显的熵变化特征。在混沌系统特征方面许多学者对其岩体力学进行了研究,混沌是非线性系统科学以及力学研究的一个热点,非线性系统均具有混沌的特征[146]。由热力学与统计物理学可知,熵是系统混乱程度的一种度量,热力学第二定律即描述了系统的不可逆过程,系统的熵增加原理。假设系统的熵变化为d S,对于一个不可逆的系统在发生不可逆变化的过程中d S>0,此不可逆系统的熵是增加的,进而最终达到平衡态。而采动岩体变形破坏的过程正是一个不可逆的过程,随着采动的进行,系统总体的熵会增加。采动覆岩系统是一个开放的系统,其d S可以分成两个部分:

根据热力学第二定律,显然系统内部熵d i S>0,如果d e S>0,当d S<0时,外界输入足够多的负熵,会使系统趋于有序化。而如果d e S>0,系统的无序程度会明显增大,后来,熵的定义被推广到了控制论和信息等领域。(www.xing528.com)

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