非贯通裂隙介质中波传播特性试验研究-岩石力学与工程学报.PDF

第 28 卷 增 1 岩石力学与工程学报 Vol.28 Supp.1 2009 年 5 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May ，2009 非贯通裂隙介质中波传播特性试验研究 毕贵权1，2 1，3 1 ，李 宁 ，李国玉 (1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冻土工程国家重点实验室，甘肃 兰州 730000 ；2. 兰州理工大学 流体动力与控制学院，甘肃 兰州 730050 ；3. 西安理工大学 岩土工程研究所，陕西 西安 710048) 摘要：以研究非贯通裂隙对波传播的影响为主要目标，采用类岩石材料模型试件模拟节理裂隙介质，对不同裂隙 长度、裂隙厚度、裂隙倾角、裂隙密度、裂隙形态(连续与非连续) 的非贯通裂隙试件的声波特性进行超声波试验研 究，测试和分析纵波在裂隙介质中的波速变化和振幅衰减规律。以国际大型的岩土工程分析程序 FINAL 为数值分 析平台，进行与模型试验相对应的裂隙介质中的波传播数值仿真分析，对比分析纵波波速和波幅衰减的变化规律。 研究结果表明，波速随裂隙长度变化很不明显；波幅的衰减取决于与波传播方向相垂直方向的裂隙水平投影长度， 裂隙水平投影长度越大，波幅衰减量越大；随裂隙排数的增加，波幅发生衰减，2 排裂隙试件的波幅值约为 1 排 裂隙波幅值的 1/2，3 排裂隙试样的波幅值约为 1 排裂隙波幅值的 1/3，且随裂隙增加，最大波幅值发生滞后 现象 。 关键词：岩石力学；非贯通裂隙；波传播；模型试验；数值仿真；纵波波速；波幅衰减 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2009)增 1 –3116 –08 EXPERIMENTAL STUDY ON CHARACTERISTICS OF WAVE PROPAGATION IN MEDIA CONTAINING INTERMITTENT CRACKS 1，2 1，3 1 BI Guiquan ，LI Ning ，LI Guoyu (1. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering ，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute， Chinese Academy of Sciences，Lanzhou ，Gansu 730000，China；2. College of Fluid Power and Control， Lanzhou University of Technology，Lanzhou ，Gansu 730050，China；3. Institute of Geotechnical Engineering ， Xi an University of Technology，Xi an ，Shaanxi 710048，China) Abstract ：To study the influence of intermittent cracks(joints) on wave propagation in fractured rock media，the rock-like material samples are adopted to simulate rock media with different length