本文關(guān)鍵詞：應(yīng)力波在宏面節(jié)理巖體中的傳播特性及其應(yīng)用

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【摘要】：節(jié)理彈性參數(shù)的測(cè)試是巖石力學(xué)學(xué)科的熱點(diǎn)也是難點(diǎn)問(wèn)題。節(jié)理對(duì)應(yīng)力波在巖體中的傳播具有很大影響,不同類(lèi)型的節(jié)理,影響也不同。本文通過(guò)理論分析、數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),研究了線(xiàn)性節(jié)理、成組平行巖層和非線(xiàn)性節(jié)理對(duì)應(yīng)力波傳播的影響,提出了節(jié)理彈性參數(shù)的測(cè)試方法,并論證了方法的合理性,研究的主要結(jié)論整理如下:(1)隨著頻率的增加,振幅透射系數(shù)減小,說(shuō)明線(xiàn)性節(jié)理具有低通濾波特性,節(jié)理法向剛度越小,節(jié)理的低通濾波特性越明顯。用位移不連續(xù)模型描述節(jié)理的變形特性時(shí),均不能很好的得到應(yīng)力波通過(guò)節(jié)理的反射波波形,但對(duì)于入射波峰值頻率較小、厚度較小的節(jié)理,能較為精確地計(jì)算出應(yīng)力波通過(guò)節(jié)理的透射波波形。(2)P波垂直通過(guò)成組平行巖層時(shí),當(dāng)界面均為線(xiàn)性節(jié)理時(shí),對(duì)于各巖層巖性相同的情況,巖層為“低通”+“多帶通”的混合濾波形式,對(duì)于巖層的波速呈等差數(shù)列遞減的情況,巖層為“低通”的濾波形式。當(dāng)界面均為線(xiàn)性節(jié)理、各巖層厚度相同時(shí),通過(guò)巖層的透射系數(shù)隨巖層厚度的增加呈周期性變化,且變化周期不隨巖層數(shù)量的增加而改變。(3)單一頻率的入射波垂直通過(guò)非線(xiàn)性節(jié)理時(shí),透射波為一個(gè)多頻波,透射波可以看成是基本諧波和倍頻諧波的相干波。透射波的諧波振幅與諧波階數(shù)呈負(fù)指數(shù)關(guān)系,透射波的諧波相位與諧波階數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系,入射波初始相位不影響透射波中各階諧波的振幅。(4)數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,不同入射波峰值頻率、不同節(jié)理的波速,利用所提出的節(jié)理彈性參數(shù)測(cè)試方法的誤差均在2.00%以下,說(shuō)明本章的測(cè)試方法能精確地測(cè)試出節(jié)理的彈性參數(shù)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)厚度為0.04 m的節(jié)理進(jìn)行了6次試驗(yàn),6次試驗(yàn)的結(jié)果相近,說(shuō)明本章的測(cè)試方法具有很好的穩(wěn)定性,得到現(xiàn)場(chǎng)節(jié)理的彈性模量和泊松比分別為6.03GPa和0.19。
【關(guān)鍵詞】：位移不連續(xù)模型 節(jié)理巖體 成組平行巖層 非線(xiàn)性節(jié)理 動(dòng)力測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景與意義8
• 1.2 研究進(jìn)展8-11
• 1.2.1 應(yīng)力波在節(jié)理巖體中的傳播特性8-10
• 1.2.2 巖體參數(shù)的測(cè)試10-11
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.4 本文技術(shù)路線(xiàn)12-13
• 第二章 單一線(xiàn)性節(jié)理的分析模型13-26
• 2.1 單一頻率的入射波通過(guò)線(xiàn)性節(jié)理的透射、反射系數(shù)13-17
• 2.2 單一頻率的入射波垂直入射時(shí)透射、反射系數(shù)的變化規(guī)律17-19
• 2.2.1 頻率和節(jié)理法向剛度對(duì)透射、反射系數(shù)的影響18
• 2.2.2 節(jié)理兩側(cè)介質(zhì)的P波波阻抗對(duì)透射、反射系數(shù)的影響18-19
• 2.3 位移不連續(xù)模型存在的問(wèn)題19-25
• 2.3.1 多頻入射波垂直入射時(shí)透射、反射波的計(jì)算19-20
• 2.3.2 模擬實(shí)驗(yàn)20-21
• 2.3.3 入射波和反射波的分離算法21-22
• 2.3.4 分離算法的驗(yàn)證22-23
• 2.3.5 位移不連續(xù)模型存在的問(wèn)題23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 入射P波垂直通過(guò)成組平行巖層的分析模型26-37
• 3.1 單一巖層分析模型的建立26-30
• 3.2 成組平行巖層分析模型的建立30-34
• 3.2.1 P波垂直成組平行巖層入射時(shí)的分析模型30-31
• 3.2.2 P波垂直通過(guò)成組平行巖層的透射系數(shù)的基本規(guī)律31-34
• 3.3 巖層分析模型的驗(yàn)證34-35
• 3.3.1 模擬實(shí)驗(yàn)34-35
• 3.3.2 巖層分析模型合理性的驗(yàn)證35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第四章 彈性P波垂直通過(guò)非線(xiàn)性節(jié)理的傅里葉級(jí)數(shù)分析法37-47
• 4.1 彈性P波垂直入射時(shí)透射、反射波速度波形的傅里葉級(jí)數(shù)解37-41
• 4.2 非線(xiàn)性節(jié)理傅里葉級(jí)數(shù)分析法的驗(yàn)證41-43
• 4.3 透射波各階諧波的振幅和相位隨階數(shù)的變化規(guī)律43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 宏觀節(jié)理彈性參數(shù)的測(cè)試47-54
• 5.1 應(yīng)力波垂直入射時(shí)節(jié)理彈性模量和泊松比的測(cè)試方法48-49
• 5.2 測(cè)試方法的驗(yàn)證49-51
• 5.3 節(jié)理彈性參數(shù)測(cè)試方法的應(yīng)用51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第六章 結(jié)論與展望54-56
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果60-61

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