应力波在充填节理岩体中传播规律的数值研究

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1、第28卷第1期张三等.排版格式与论文书写要求•9•应力波在充填节理岩体中传播规律的数值研究摘要：通过离散元数值模拟对应力波在含一组平行充填节理岩体中的传播规律开展了研究，并应用等效介质模型对应力波在含多条小间距充填节理岩体的传播规律进行分析。首先，通过数值模拟结果与理论结果的对比，验证了UDEC模拟应力波在单个充填节理处的传播规律的可行性。然后将UDEC模型进行扩展研究应力波在含一组平行充填节理的岩体中的传播规律，对充填厚度、节理间距、节理数量展开参数分析。研究发现，随着充填厚度的增加，对于不同的节理间距和数量，透射系数均减小，而节理数量对透射系数的影响与节理间距有

2、关。存在两个临界值将节理间距对透射系数的影响规律划分为三个不同区间，当节理间距足够大时，透射系数趋于稳定，且稳定值与节理数量存在指数函数关系。最后，当节理间距较小时，采用一维等效介质进行分析，并对入射波频率、充填材料特性、充填厚度以及节理数量展开了参数分析对比，结果发现四个参数的增加均会加大应力波的衰减；一维等效介质可以用于可以描述应力波在多个小间距的充填节理中的传播。关键词：充填节理；应力波；数值模拟；透射系数中图分类号：O319.56文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)01–0001–03NUMERICALSTUDYONSTRESSWAVEPR

3、OPAGATIONACROSSFILLEDJOINTSAbstract：Thediscreteelementsimulationswereconductedtoinvestigatethewavetransmissionacrossasetofparallelfilledjoints.Inaddition,theequivalentmediummodelwasusedtoanalyzethewavetransmissionacrossmultiplefilledjointswithsmallspace.Firstly,thefeasibilityofUDECwasv

4、erifiedthroughthecomparativeanalysisofresultsofnumericalsimulationandtwotheoreticalmethods.Subsequently,thenumericalsimulationwasextendedtoinvestigatethewavetransmissionacrossasetofparallelfilledjoints.Moreover,theparametricanalysisfortheeffectsoffilledthickness,jointspaceandnumberontr

5、ansmissioncoefficientswascarriedout.Theresultsrevealedthatthetransmissioncoefficientdecreaseswithincreasingthefilledthickness,whichisnotaffectedbyjointspaceandnumber.However,theinfluenceofjointnumberontransmissioncoefficientisrelatedtojointspace.Notethattheinfluenceofjointspaceontransm

6、issioncoefficientcanbedividedintothreedifferentrangesbytwocriticalvalues.Transmissioncoefficienttendstobestablewhenthejointspaceislargeenough.Andthestablevalueinexponentialfunctionwithjointnumber.Finally,theequivalentmediummodelwasusedtoanalyzethewavetransmissionacrossmultiplefilledjoi

7、ntswithsmallspace.Then,theeffectofrelevantparameterssuchasincidentwavefrequency,filledmaterialproperties,filledthicknessandjointnumberonwavetransmissionwascarriedout.Theresultsshowthattheincreaseoffourparameterswillincreasetheattenuationofstresswave,andtheequivalentmediummodelcanbeus