1 绪论

 1.1 岩石力学研究的主要任务

 1.2 岩石非线性动力学问题

 1.3 岩石非线性动力学研究展望

 参考文献

2 岩石力学的复杂性

 2.1 岩石介质性质的复杂性

 2.2 岩石应力环境的复杂性

 2.3 岩体力学本构模型的复杂性

 2.4 岩石力学数值计算的复杂性

 参考文献

3 岩石力学中的混沌性

 3.1 混沌及其描述方法

 3.2 坚硬岩层运动过程中的混沌性

 3.3 节理岩体系统的混沌特征

 3.4 软岩混沌性

 参考文献

4 岩石力学中的分形特征

 4.1 引言

 4.2 分形基本概念及意义

 4.3 不同尺度岩石裂纹分布盒维数分析

 4.4 岩石断裂和破碎的分形特征

 4.5 时间序列分数维计算的若干问题

 4.6 煤矿顶板失稳垮落分形特征

 4.7 岩体节理间距分布的分形模型

 注记1 B.B.Mandelbort生平

 注记2 Fractal一词的来历

 注记3 分形所涉及的主要研究领域

 注记4 分形的哲学意义

 参考文献

5 岩石力学的突变问题

 5.1 突变基本理论

 5.2 煤巷掘进迎头煤与瓦斯突出的突变模型

 5.3 洞壁层裂屈曲岩爆突变模型

 5.4 煤柱失稳灾变分析

 5.5 矿震胞映射一灰色光点突变预测模型

 参考文献

6 岩石力学自组织

 6.1 自组织基本含义及其特征

 6.2 散体岩石的自组织性

 6.3 不同尺度岩体破坏演化的自组织性

 6.4 岩石力学的逾渗问题

 参考文献

7 岩石破坏演化物理元胞自动机(PCA)理论

 7.1 元胞自动机基本理论

 7.2 岩石破坏演化的PCA基本模型

 7.3 细观非均质岩石破坏演化的PCA模拟

 7.4 非均质岩石破坏演化的自组织临界性PCA模拟

 7.5 岩石流变行为的PCA模拟

 7.6 基于遗传算法的物理元胞演化力学模型

 7.7 裂隙煤体中瓦斯运移规律的LB元胞自动机模拟

 7.8 基于PCA算法的有限差分法初步

 参考文献

8 岩石力学的神经网络非线性分析方法

 8.1 神经网络的非线性特征

 8.2 岩石本构关系的径向基函数神经网络快速逼近模型

 8.3 分级加载下岩石流变的神经网络模型

 8.4 冲击地压AE时间序列小波神经网络预测模型

 8.5 巷道分类指标的神经网络聚类分析模型

 8.6 巷道稳定性类别的神经网络识别方法

 8.7 初始地应力场人工神经网络识别方法

 8.8 弹塑性有限元的神经网络计算方法

 参考文献

9 遗传算法在岩石力学中的应用

 9.1 遗传算法概述

 9.2 基于GA的岩石力学参数反演

 9.3 岩石边坡稳定性的遗传算法分析

 9.4 挡土墙库仑土压力的遗传算法求解分析

 参考文献

本书是岩石力学新的研究领域岩石非线性动力学方面的一本专著，是作者十几年来科学研究成果的结晶。本书对非线性岩石力学研究现状和发展趋势做了介绍，重点阐述了岩石动力学系统的混沌特征及其描述方法；岩石裂隙分布分形特征和基于时间序列的关联分维预报岩石动力学行为的方法；岩石力学中的突变描述方法；岩石力学中自组织行为及其临界现象；岩石破坏演化模拟的物理元胞自动机PcA理论的原理、算法及非均质岩石破坏演化、流变、瓦斯渗流等；非线性人工神经网络在岩石力学中的应用；基于遗传算法非线性反演识别岩石力学参数的方法。

本书可供矿业、水电、冶金、土木、石油等领域岩石力学方面的专家、学者、工程技术人员以及大学生参考使用，也可作为相关研究方向研究生的课程教材。

如何有效揭示岩石的非线性特征，既是研究岩石非线性动力学的瓶颈，又是当前国内外关注的前沿课题。本书采用混沌、分形、自组织、突变及人工神经网络等非线性动力学方法，研究复杂的岩石力学问题。

本书共分为9章。第1章为绪论，就非线性岩石力学研究现状和展望做了介绍；第2章从岩石的介质性质、应力环境、解析描述方法和数值计算四个方面进行了讨论；第3章就岩石动力学系统的混沌特征及其描述方法进行介绍；第4章重点介绍了岩石裂隙分布分形特征和基于时间序列的关联分维预报岩石力学动力学行为的方法；第5章介绍了岩石力学中的突变描述方法；第6章介绍了岩石力学中自组织行为及其临界现象；第7章介绍了岩石破坏演化模拟的物理元胞自动机PCA理论的原理、算法及非均质岩石破坏演化、流变等方面的成果；第8章介绍了基于人工神经网络非线性动力学特征研究岩石力学非线性行为的方法；第9章介绍了遗传算法非线性反演岩石力学参数的方法。