围压对红砂岩应力波传播特性的影响

摘要：

围压可以改变岩石内部微观结构,导致波阻抗发生变化,进而影响应力波在岩石中的透反射能力.为探索围压对岩石应力波传播特性的影响,通过一维应力波理论推导,得到了岩石应力波透射系数和反射系数随波阻抗值的变化关系.用红砂岩制备短试件和长试件,基于动静组合加载实验系统进行不同围压下的应力波传播试验,分析岩石的纵波波速、波阻抗、反射系数和透射系数与围压的关系.根据岩石波阻抗与围压的经验模型,结合理论分析所得的透射系数与波阻抗的关系,得到不同围压下透射系数的理论值,并与相应的试验值进行对比,证明理论分析结果的正确性.综合分析了岩石的纵波波速、波阻抗、透射系数和反射系数与围压的关系,得到围压对红砂岩应力波传播衰减特性的影响规律.结果表明,岩石短试件和长试件的纵波波速及波阻抗与围压之间均具有正向相关性.随着围压的增加,短试件反射系数的绝对值逐渐减小,透射系数逐渐增大,长试件的透射系数逐渐减小,透射系数和反射系数均与围压呈二次函数关系.纵波波速、波阻抗、透射系数及反射系数与围压的关系都表明,增大围压有利于应力波穿过岩石,减小其幅值的衰减.

关键词：应力波传播、围压、波阻抗、透反射系数、纵波波速

所属期刊栏目：44

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51664017;江西理工大学清江青年英才支持计划资助项目JXUSTQJBJ2017007;江西省教育厅科学技术研究资助项目GJJ160616

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：435-444