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含单组节理的双重非线性弹性岩石介质中的P波传播规律
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2012.12
  • 页码:2400-2411
  • 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]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071, [3]中国人民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);中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(Z012002);福建省自然科学基金项目(2011J01317)
  • 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:

为研究含单组节理的双重非线性弹性岩石介质中的P波传播规律,在空间域内设置许多间距极小、刚度极大的假节理。对特定节理位置赋予节理非线性变形BB模型,结合非线性波传播的特征线方程,得到一维P波传过含单组不同条数节理的双重非线性弹性岩石介质时透射波的时域半数值解。编写有限差分程序,利用已有计算实例对程序进行验证,并通过计算模拟作进一步参数研究。详细讨论P波参数、节理力学参数、节理条数、节理间距和岩石非线性系数对透射波首波与后续波波形、首波透射系数、首波与后续波能量的影响。研究结果表明,随着传播距离的增大,大振幅且低频的P波波形发生畸变;小振幅且低频的P波对岩石的非线性作用不敏感。节理间距和岩石非线性系数对首波透射系数、首波能量和后续波能量产生不同程度的影响。振幅较小、频率较高的P波传过条数较多的单组节理时,节理表现出明显的滤波和分解能量的作用。

英文摘要:

In order to study the transmission law of P-wave across the dual nonlinear elastic rock medium with one set of joints,numbers of imaginary joints with small spacing and large stiffness were set in spatial domain.The nonlinear deformation BB model of rock joint was applied to certain joint location.Combined with the characteristics line equation of nonlinear wave,the time-domain numerical solution of transmitted wave from one-dimensional P-wave across rock with various numbers of joints was obtained.The computational program with finite difference method was developed.Then,the program was validated by using previous computation result;and the parameters were further discussed through simulation.The relationships between the parameters of P-wave and joints,joint number,joint spacing,the nonlinear coefficient of rock and waveforms of the first wave and the follow-up wave,transmission coefficient of the first wave,energies of the first wave and the follow-up wave were investigated.The study results show that when the transmission distance increases,P-waveforms distortion with larger amplitude and lower frequency occurs,while P-waves with small amplitude and low frequency are not sensitive to the nonlinear interaction of rock.Transmission coefficient of the first wave,energies of the first wave and the follow-up wave are influenced by joint spacing and nonlinearity coefficient of rock.When P-waves with small amplitude and high frequency cross the large number of joints,the joints showed the role of high frequency filtering and energy decomposition.

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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