非贯通裂隙介质中波传播特性试验研究

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。