循环荷载下层理岩石的弹性和衰减各向异性

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1、第25卷第11期岩石力学与工程学报Vol.25No.112006年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2006循环荷载下层理岩石的弹性和衰减各向异性陈运平，王思敬，王恩志(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)摘要：对具有层理的砂岩进行单轴循环荷载实验，研究砂岩层理对其弹性模量和泊松比的影响。实验表明，垂直层理方向的弹性模量和泊松比小于平行层理方向的弹性模量和泊松比；衰减正好相反，垂直层理方向的衰减大于平行方向的衰减，而某个倾角层理的弹性模量在垂直层理和平行层理荷载的

2、弹性模量之间，泊松比和衰减也是如此。从弹性系数的坐标变换出发，导出方向性模量和泊松比与岩石垂直层理、平行层理的弹性参数的关系，并用最小二乘法来进行拟合测量数据，以此关系来讨论层理砂岩弹性系数的各向异性程度。这种处理可减少计算得到的各向异性参数的误差，在泊松比计算误差较大的情况下也能得到比较理想的结果。计算表明，本实验砂岩泊松比的各向异性大于弹性模量的各向异性。关键词：岩石力学；各向异性；循环荷载；模量；泊松比；衰减；砂岩中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)11–2233–07ELASTICANDATTENUATIVEAN

3、ISOTROPYOFBEDDINGROCKUNDERCYCLICLOADINGCHENYunping，WANGSijing，WANGEnzhi(StateKeyLaboratoryofHydroscienceandHydraulicEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Sandstoneisatypicalsedimentaryrockwithbeddingstratumasaresultofweathering，transportationandsedimentationof

4、clasticsubstances，whichpossessstronginherentanisotropyindeformation，energydissipationandwavepropagation.Theeffectsofbeddinginclinationonelasticmodulus，Poisson′sratioandattenuationofbeddingsandstoneareinvestigatedbyuniaxialcyclicloadingtests.Thedataof10specimensinwhichthebeddingincl

5、inationsarefrom0°to90°withincrementof10°aregained，andusedtocomputetheanisotropyofthesandstoneinsteadofthedatainthedirectionsparallelandperpendiculartothebeddingstratum.ExperimentsdemonstratethattheelasticmodulusandPoisson′sratioofsandstonesubjectedtocyclicloadingparalleltobeddingar

6、esmallerthanthoseofsandstonesubjectedtocyclicloadingperpendiculartobedding，whereastheattenuationofthesandstonesubjectedtocyclicloadingparalleltobeddingislargerthanthatofsandstonesubjectedtocyclicloadingperpendiculartobedding.Elasticmodulus，Poisson′sratioandattenuationatanyinclinati

7、onbeddingarebetweenthoseinthedirectionsparallelandperpendiculartobedding.Byatransformationofthecoordinatesystem，theequationslinkingtheorientedelasticmodulusandPoisson′sratiototheelasticparametersinthedirectionsparallelandperpendiculartobeddingofsandstoneareobtained.Theover-determin

8、edsetofequationsissolvedby