承载关键层、隔水关键层和渗流关键层关系初探

在分析岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征的基础上，提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想.研究表明：在承载关键层破断前，承载关键层同时也是隔水关键层，但一般不是渗流关键层；在承载关键层破断后，承载关键层不再具有隔水作用，隔水作用最强的某一软弱岩层成为隔水关键层和渗流关键层；当渗流参量满足一定的条件，渗流发生Lyapunov意义下的失稳，引发突水；岩层变形-渗流耦合动力学系统是具有非连续性、非均匀性、非线性、控制参量时变和边界时变等特征的复杂系统.只有将承载关键层理论、隔水关键层理论和渗流关键层理论相互融合，并且将复杂系统动力学的思想和方法引入突水防治理论研究，才能从本质上描述突水的过程.