考虑空隙压密及损伤演化的轴向静应力对岩石应力波传播的影响研究

摘要

cqvip:本文基于等效介质方法,通过改进Kelvin-Voigt模型,建立了具有轴向静应力空隙岩石的波动方程。利用谐波法求解波动方程,得到了用纵波波速、时空衰减系数和响应频率等表征的应力波传播理论模型。选用红砂岩制备岩石试件,进行了室内具有轴向静应力岩石的应力波传播试验。通过对比试验和理论模型结果,验证了应力波传播模型的正确性。基于应力波传播理论模型,通过参数研究方法探讨了轴向静应力对岩石应力波波速、时空衰减系数和响应频率的影响。结果表明,本文提出的应力波传播理论可以有效表征轴向静应力对岩石应力波传播的影响,轴向静应力通过改变岩石的有效孔隙度和损伤度影响岩石的应力波传播特性。初始空隙度、岩石空隙和骨架的初始模量、黏性系数和振动频率对岩石应力波波速、衰减系数以及响应频率等都有较大的影响。