岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 183-194.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0639CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0639
金解放,熊慧颖,肖莜丰,彭孝旺
JIN Jie-fang, XIONG Hui-ying, XIAO You-feng, PENG Xiao-wang
摘要: 地下工程围岩体处于三维地应力环境中,地应力通过改变岩体孔隙压密、裂隙萌生与扩展程度等,影响岩石的物理力学特性,进而导致不同超声波参数发生不同程度的改变。为了研究不同岩石超声波参数对三维地应力的敏感性及其传播衰减特性,利用三维静应力岩石超声波测试试验系统,对红砂岩进行不同三维地应力工况下的超声波传播试验。选取超声波首波波形进行分析,研究岩石超声波速、首波幅值和首波能量随三维静应力的变化关系,构建岩石声学参数的演化经验模型;分析不同岩石超声波参数对三维地应力的敏感性,探索超声波衰减机制。结果表明:(1)相同围压工况下,随着轴向静应力的增加,岩石超声波纵波波速先快速增加后缓慢变化,整体呈指数函数形式变化;红砂岩首波幅值先增大后减小,二者呈现高斯函数关系;首波能量整体上呈现先增加后减小的趋势。(2)相同轴向静应力工况下,岩石超声波速、首波幅值及首波能量随围压增大均呈上升趋势,围压有助于岩石超声波的传播。(3)不同声学参数对岩石内部损伤演化的敏感程度不同,相对于超声波速,首波幅值和首波能量对初始孔隙压密和损伤演化均具有较强的敏感性,更适合表征围岩体的损伤演化性能。
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