發(fā)布時間：2020-10-30 03:15

　　 經(jīng)歷了漫長且復(fù)雜的地質(zhì)年代,自然界中的巖體在復(fù)雜的物理化學(xué)等變化下形成了具有一定形態(tài)、成分各異的地質(zhì)體,在這些地質(zhì)體中發(fā)育形成了許多不連續(xù)面。在地殼上部,最常見的巖石構(gòu)造是節(jié)理。巖石若在斷裂面處沒有明顯位移,巖石此處斷裂面稱為節(jié)理。波在節(jié)理巖體中傳播的探究方法中,位移不連續(xù)法是時域分析的一種新方法,用于分析波傳播的復(fù)雜性。本文針對波在節(jié)理巖體中的傳播規(guī)律并利用合適的模型進(jìn)行系統(tǒng)的研究,主要取得以下研究成果:1、時域分析相較頻域分析有更強(qiáng)的直觀性、穩(wěn)定性和抗干擾能力,結(jié)合節(jié)理巖體的力學(xué)參數(shù)拓展分析,應(yīng)力波在節(jié)理巖體中形成過程和傳播規(guī)律對巖體結(jié)構(gòu)有一定的影響。當(dāng)波以不同的狀態(tài)斜入射節(jié)理時,影響波傳播的各種變量與波速的衰減之間存在函數(shù)關(guān)系。比如分析節(jié)理傾角與應(yīng)力波峰值速度,應(yīng)力波與反射系數(shù),透射系數(shù),衰減系數(shù)之間的關(guān)系,結(jié)果很明顯的表明,由于節(jié)理本身的各向異性,在一定程度上阻礙了應(yīng)力波的傳播。2、在節(jié)理變形的非線性行為,考慮多條節(jié)理巖體中波的傳播,波在多條平行節(jié)理中傳播時,傳播過程多樣,透射和反射復(fù)雜。根據(jù)平行節(jié)理巖體中波傳播方法,建立位移不連續(xù)介質(zhì)傳播理論模型,通過時域遞推法分析相鄰節(jié)理間波的傳播過程,推導(dǎo)縱波和橫波斜入射巖體節(jié)理的傳播方程。3、利用數(shù)學(xué)的方法和利用MATLAB軟件分析波衰減,通過參數(shù)化研究,根據(jù)所推導(dǎo)的方程分析入射角、節(jié)理間距、波速、節(jié)理數(shù)及其他外在因素等都影響著波在多個節(jié)理間的傳播。同時考慮更多其他因素,比如節(jié)理間距、滲透率、節(jié)理分布,節(jié)理填充物等巖石微觀特征,這些都將影響波傳播。本文研究結(jié)果表明:通過建立的二維位移非連續(xù)介質(zhì)模型和對參數(shù)的研究揭示了節(jié)理巖體中波傳播的機(jī)理和過程。該方法可用于計算不同入射條件下的透射系數(shù)和反射系數(shù)、沖擊角和加載時間,相比其他研究的計算結(jié)果,本研究的計算結(jié)果也得到了可供參考的規(guī)律。
【學(xué)位單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU45;O347.4
【部分圖文】：

其特點主要包括非線性、各向異性、非均質(zhì)性[1-4]，如圖1-1為典型巖石節(jié)理。隨著人們研究的深入，對巖體結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能有了更深層次的理解，巖體力學(xué)中的等效連續(xù)介質(zhì)分析方法和非連續(xù)介質(zhì)分析方法取得了很大的進(jìn)展。巖體結(jié)構(gòu)一般是較為復(fù)雜化，是不理想的狀態(tài)，研究時利用動荷載的即時性對研究結(jié)果有影響，這些問題的研究目前依然不完善，因此，需要解決和改進(jìn)的問題依然存在很多。圖1-1典型巖石節(jié)理Fig.1-1 Typical rock joints隨著地下巖土工程規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，巖土工程涉及到的力學(xué)問題變得越來越復(fù)雜，那么對所涉及的相應(yīng)力學(xué)研究就有了新的要求。根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，巖體的力學(xué)性能和受力特性一直受不連續(xù)結(jié)構(gòu)面影響。通常是巖石團(tuán)塊多個平行平面節(jié)理，稱為節(jié)理集，它不僅控制巖體的力學(xué)行為，而且影響巖體中的波傳播。不連續(xù)節(jié)理結(jié)構(gòu)面對節(jié)理巖體的影響顯著，需要探究一種有效的解決方案。地下工程中都需要用到波在節(jié)理中傳播的知識

這些孔隙、微裂縫、內(nèi)部界面的結(jié)構(gòu)時，分析的越精確難找到更加精確的模型準(zhǔn)確描述。了反射方法和傳播方法在節(jié)理中帶有角度斜入射的波傳射、透射振幅及對應(yīng)關(guān)系。對于其中一個節(jié)理，如第J節(jié)理是對稱的，如圖 3-1 和 3-2 所示：（a）右行P波 （b）右行S波

（g）左行P波 （h）左行S波圖3-2節(jié)理右側(cè)波與節(jié)理相互作用示意圖hematic diagram of interaction between wave and joint on the righ單個節(jié)理上傾斜入射的情況相比，由于新的類型，波加復(fù)雜。由節(jié)理界面產(chǎn)生的波和節(jié)理間的多次波反射有著重要的影響。但是我們可以根據(jù)統(tǒng)計的方法進(jìn)行理時可以建立復(fù)雜的介質(zhì)模型，并利用數(shù)值模擬的方結(jié)果。側(cè)時，如圖（a）-（h）用一些小的單元進(jìn)行劃分，述，每個小的單元必須保持力的平衡，以圖（a）為向方向應(yīng)滿足：
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 石崇;徐衛(wèi)亞;周家文;張金龍;;節(jié)理面非線性變形對SV波透反射性能影響[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2008年S1期

2 張秀麗;焦玉勇;劉泉聲;劉寶莉;;節(jié)理對爆炸波傳播影響的數(shù)值研究[J];巖土力學(xué);2008年03期

3 趙堅,蔡軍剛,趙曉豹,宋宏偉;彈性縱波在具有非線性法向變形本構(gòu)關(guān)系的節(jié)理處的傳播特征[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2003年01期

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1 宋林;節(jié)理巖體中應(yīng)力波傳播的動力特性研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

2 王飛;位移不連續(xù)法及其在巖體工程中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2010年

3 王衛(wèi)華;節(jié)理動態(tài)閉合變形性質(zhì)及應(yīng)力波在節(jié)理處的傳播[D];中南大學(xué);2006年

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1 胡萬瑞;基于光滑節(jié)理模型的節(jié)理巖體力學(xué)特性研究[D];武漢大學(xué);2017年

2 韋曉乾;應(yīng)力波在節(jié)理巖體中傳播模型實驗研究[D];廣西大學(xué);2007年

本文編號：2861898