岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 839-855.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0302CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0302
万朔1, 2,马强1, 2, 3,周凤玺4,张添渊1, 2
WAN Shuo1, 2, MA Qiang1, 2, 3, ZHOU Feng-xi4, ZHANG Tian-yuan1, 2
摘要: 基于非饱和多孔热弹性介质的波动理论,考虑了土骨架的黏性和热效应的影响,利用Kelvin-Voigt黏弹性模型、多孔黏弹性介质的运动方程以及广义热弹性理论,建立非饱和热黏弹性介质的波动方程。通过引入各相介质的位移势函数,推导得到了非饱和多孔热黏弹性介质中体波的弥散特征方程。采用数值计算分析了松弛时间、热传导系数、介质温度、固相比热和饱和度等热物性参数对热弹性波的波速和衰减系数的影响规律。研究结果表明:松弛时间每增加0.5×10−3 s,P1波的波速和衰减系数最大增加了2.93%和44.51%,S波的波速和衰减系数最大增加了17.49%和51.32%,而T波的波速和衰减系数最大减小了25.4%和20.3%。热传导系数仅对T波的波速和衰减系数产生影响,热传导系数每增大1 J/(m·s·K),T波的波速增大了21.62%,衰减系数减小了6.83%;介质温度每增加20 K,P1波的波速增大了0.3%,衰减系数减小了0.2%;固相比热的增大将引起P1波和T波波速的逐渐增大。饱和度对P1波、P3波和S波的波速影响显著,随饱和度从0.99降低至0.40,P1波波速最大提高15.6%、P3波波速最大提高4.4倍,S波波速最大提高6.5%。
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