弹性纵波入射粗糙节理面透射性能研究

《弹性纵波入射粗糙节理面透射性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据第27卷第12期岩石力学与工程学报V01．27No．122008年12月C玩f，zPJ已．，a“，7z口ZQ厂尺Dc七^4台c^日咒记J日，zdJ酰g胁已e，{ngDec．，2008弹性纵波入射粗糙节理面透射性能研究茹忠亮1’2，蒋宇静1(1．长崎大学工学部，日本长崎852—852l；2．河南理工大学，河南焦作454000)摘要：针对应力波穿过节理面产生的衰减现象，研究节理面的几何形状、法向刚度对应力波的透射性影响。根据节理面几何特性设计6种模拟节理顽粗糙程度的节理模型，用uDEc软件模拟一

2、维弹性纵波的入射问题。计算结果表明，节理面的粗糙程度、法向刚度对弹性波的透射系数影响很大，节理面越粗糙，法向刚度越小，弹性波衰减程度越大，弹性波的波速降低越快。关t词。岩石力学；节理面；弹性纵波；离散元：透射系数中圈分类号ITU45文献标识码lA文章编号：1000—6915(2008)12—2535—05RESEARCHoNTRANSMISSIoNBEHAVIoRSoFROUGHJOINTSURFACESWITHELASTICP．Ⅵ後VEINCIDENCERUzhon91ian91，2，JIANGY

3、．ujin91(1．j砀c“Z砂0，砌gi，lP8ri，曙，^／ag口sn七fDhfvP，苫f秒，Ⅳag口舰舡852—8521，．，哆p口n2．胁厅dnPD砂fBc^，zfc口f踟fvP，百i砂，历口DzHD，爿台凡口，l454000，C仇f，l口)Abstract：AimingattheattenuationofstresswaVetraVelingthroughtllerockjoints，theinnuencesofjointgeometricalshapeandstiffnessonthes

4、tI．esswavetransIllissioncoefficientareanalyzed．Accordin2tothegeometricalshapes，siXjointmodelshaVebeendes培nedtosimulatet}ledif．ferentroughsud’acesoff矗cture．UDECisadoptedtosimulatethewavepropagationofsinglef}acturewithmesixmodelsaJlddif!f色rentstiffnesses

5、．Themodelingresultsofthetransmissioncoefficientofthefracturemodelsarecomparedwitlltllemeoreticalsolutions．Itrevealsthatarou2hiointsurf如edistincnya任宅ctsthestresswave妇nsmissionintheiointedrockscomparedwithasmoothplanejointanddecreasesthe锄plitudeandveloci

6、ty．Keywords：rockmechanics；jointsurface；elasticP．wave；distincteleII]【ents；仃ansmissioncoefficient1引言岩体是一种具有不连续性、非均质性、各向异性和非线性的天然地质体，其内部含有大量的节理、裂隙和断层等不连续结构面。由于这些结构面的存在，当弹性波传到这些结构面时，将在结构面处发生反射和透射现象，因此在弹性波传递上出现衰减。节理波动问题涉及到工程爆破、超声波测试、测震、防震等很多岩土工程，具有强烈的工程背景，国

7、内外学者【11】从理论分析、试验及数值模拟等方面开展了大量的研究工作。L．R．Myer等ll’建立了节理面线弹性位移不连续模型，认为应力波穿过节理面时，应力场是连续的，而位移却是非连续的，并且给出了以任意角度入射到节理面上应力波(P波、s波、SH波)的透射、反射系数的精确解。x．B．Z11ao等【2’3]建立了应力波穿过多层节理的非线性模型，讨论了节理面张开尺度、刚度系数对节理面透射性收藕日期I2008—06一13；修回日期I2008—09一09基金项目t国家自然科学基金资助项目(50804014)

8、；河南省自然科学基金资助项目(2008A440005)作者简介，茹忠亮(1977一)，男，博士，1999年毕业于东北大学建筑工程专业，现任副教授，主要从事岩土工程数值计算方面的教学与研究工作。E—mailmzhongliallg@hotrIl丑il．com万方数据·2536·岩石力学与工程学报2008年能的影响。韩嵩和蔡美掣4】对节理面以不同的入射角进行超声波波速测试，分析了不同节理倾角对波速的影响。邓涛和杨林德【5】对各向异性岩石中纵、横波的波速比特性进行了研究，建