振动与冲击

作者：刘传正,, 张建经, 崔鹏

单位：1. 中国科学院 山地灾害与地表过程重点实验室 成都山地灾害与环境研究所 成都，610041；2. 中国科学院大学，北京，10049；3. 西南交通大学土木工程学院岩土工程系，成都,610031

关键词：应力波；三维粗糙节理；DDM

动力岩土工程中，岩石节理对应力波的传播与能量的传递极大的影响，进而对岩土工程的动力响应特性造成影响。在以往应力波在非连续面传播规律的研究中，较少能够从理论上研究三维节理的复杂表面形态所导致的复杂力学性质对应力波传播规律的影响。为此，本文首先基于细观接触理论分析了岩石三维节理的应力-变形本构方程一般形式，然后分析了平面谐波与三维节理面上的变形与应力之间的变化规律，并基于DDM(Displacement Discontinue Method)方法给出P波、SV波与SH波在三维节理面上折反射解析解。然后在模型研究和理论求解基础上通过参数分析研究了应力波的入射角、节理的交叉耦合变形刚度系数对折反射应力波的影响规律。研究发现，对于三维岩石节理，当本构方程中刚度系数矩阵中的交叉耦合刚度系数非零时，三种简谐波（P、SV、SH波）之间皆可已相互转化，且增大三维节理的交叉耦合刚度系数能够显著的增大转换波的幅值系数，使得同型反射波增大，同型透射波减小。<br>

来源：2018年第15期

《振动与冲击》期刊编辑部

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