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节理岩体双重非线性弹性介质中的纵波传播特性
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2011.12
  • 页码:2463-2473
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]华侨大学岩土工程研究所,福建厦门361021, [2]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008, [3]解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51109084);中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK1012);福建省自然科学基金项H(2011J013171
  • 相关项目:深部裂隙岩体HM耦合作用下的声学特性与参数研究
中文摘要:

基于应力-应变关系中包含三阶非线性项的岩石介质和非线性法向变形节理模型,结合波动方程特征线法,得到在非线性岩石介质中纵波法向入射单节理时透射波的半数值解,并编写计算程序。对波源参数、节理参数和岩石非线性、节理位置等进行一系列参数研究,探讨节理岩石双重非线性弹性介质对透射波波形、透射系数和频谱分布的影响。研究结果表明,岩石的非线性系数会对节理的高频滤波作用以及节理面质点位移的恢复路径产生影响。双重非线性作用下的透射波除了和线性岩石中一样受节理参数、波源参数的影响外,还与节理位置和岩石的非线性系数有关。在纵波受岩石非线性作用较大的情况下,频率相同振幅较小的纵波的透射系数较大。大振幅波在双重非线性的影响下,透射波中会产生一系列高谐波,该高谐波是应力波受岩石和节理综合作用的结果。

英文摘要:

Based on the nonlinear rock mechanics with third order nonlinearity and nonlinear normal deformation behaviour joint model, by using wave equation characteristic method, the semi-numerical solutions of P-wave across single joint in dual nonlinear elastic medium are obtained. Computational programs are compiled. Studies of parameters of joint and wave source, nonlinear coefficient of soft rock, position of joint are conducted to get an insight into transmitted waveform, transmission coefficient and frequency spectra distribution under the influence of dual nonlinear elasticity. The results show that the nonlinear coefficient of rock affects the high-frequency filter of joint and displacement recovery path of particle on joint surface. The wave propagation is not only affected by the same factors in linear wave, but also by the nonlinear coefficient and joint position. When P-wave with the same frequency is influenced greatly by the nonlinear behaviour of rock; the transmission coefficient of P-wave with smaller amplitude is bigger. When P-wave with large amplitude is influenced by dual nonlinearity; a series of higher harmonics are produced in transmitted wave; and this higher harmonics is affected by the combined effect of rock and joint.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823