第6节 岩体动力变形特性.pptVIP

?第6节 岩体动力变形特性 塑性波：应力超过弹性极限的波。 冲击波：如果固体介质的变形性质能使大扰动的传播速度远比小扰动的传播速度大，在介质中就会形成波头陡峭的、以超声波传播的冲击波。 一、在固体中可传播的弹性波 （1）体波：由岩体内部传播的波。 　　 （a）纵波：质点振动的方向和传播方向一致的波，它产生压缩或拉伸变形。 （b）横波：质点振动方向和传播方向垂直的波，产生剪切变形。 （2）面波：仅在岩石表面传播。 质点运动的轨迹为一椭圆，其长轴垂直于表面，这样的面波又称为瑞利波。面波速度小于体波，但传播距离大。 二、弹性波在固体中的传播 拉梅运动方程 (不计体力) 由上方程导出，纵波在各向同性岩体中的传播速度： 横波在各向同性岩体中的传播速度： 将 　 　 　 代入上两式，得： 注：若 分辨不清，则可用 （一般可用静泊 松比代替）求 ，则： 　 若 ＝0.25时， ＝1.73。 经过试验验证， 一般在1.6～1.7之间。 三、岩体弹性波速得测定 （一）岩块声波传播速度室内测定 　　　测定时，把声源和接收器放在岩块试件得两端，通常用超声波，其频率为1000Hz－2MHz。 （二）岩体声波传播速度的现场测定 岩体声波的传播速度可以在硐室侧壁 或平坦的岩面上测定。现场量测弹性波速 度的方法如下图所示。 量出声源与接收器之间的距离如图中的D1或D2 测出P波和S波传播的时间 （三）岩体弹性波测定结果 岩体中弹性波速经过室内外测定与归 纳得结果见表。由表可见，岩体纵波波速变 化范围较大，受各种因素影响。一般来说， 岩块波速要大于岩体波速； 新鲜完整的岩体波速大； 裂隙发育和风化破碎岩体的波速越小。 * 所谓波就是某种扰动或某种运动参数或状态参数（如应力、变形、震动、温度、电磁场强度等）的变化在介质中的传播。应力波就是应力在固体介质中的传播。 弹性波: 在应力应变关系服从虎克定律的介质中传播的波。 粘弹性波：在非线性弹性体中传播的波，这种波，除弹性变形产生的弹性应力外，还产生又摩擦应力或粘滞应力。 岩石在受到扰动时在岩体中主要传播的是弹性波，塑性波和冲击波只有在振源才可以看到。 若已知 ，则可根据上两式推出求动弹性模量 和动泊松比 ，即： 声波仪 岩石试件 发射传感器 接收传感器 测出 注：由于纵波比横波较后到达，因此横波易受干 扰，难于分辨，所以准确得测出横波是很重 要的。中科院岩土所建议用下述方法： （1）用激发横向振动的PZT型压电晶片作横波换能器  （2）利用固体与固体的自由边表面产生反射横波 （3）利用水浸法量测试件的横波 计算弹性波速度Vp和Vs