Page 103 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 胡 刚，等： 斜交节理岩体中纵波传播特性的理论研究 第 10 期

度性质的节理时均会产生反射；反射系数 R 最小值区域为斜面梯形，当 k 大于 5.2 GPa/m 后，k 在一定
0
c
s
P
n
范围内变化不会影响纵波的反射特性，但是当 k =1.3 GPa/m 时，反射系数 R 有所提高。
c
P
s
7.8 7.8

R Pc R Sc
0.086 0 0.342 0
0.130 0 0.400 0
6.5 0.174 0 6.5 0.458 0
0.217 0 0.515 0
0.261 0 0.573 0
5.2 0.305 0 5.2 0.631 0
0.349 0 0.689 0
k s 0.392 0 k s 0.746 0
0.436 0 0.804 0
3.9 3.9
2.6 2.6
1.3 1.3
2.6 3.9 5.2 6.5 7.8 2.6 3.9 5.2 6.5 7.8
k n0 k n0
(a) R Pc (b) R Sc
7.8 7.8
T Pc T Sc
0.258 0 0.015 0
6.5 0.323 0 6.5 0.039 5
0.388 0
0.064 0
0.453 0 0.088 5
0.518 0 0.113 0
5.2 0.583 0 5.2 0.138 0
0.648 0 0.162 0
k s 0.713 0 k s 0.187 0
3.9 0.778 0 3.9 0.211 0

2.6 2.6

1.3 1.3
2.6 3.9 5.2 6.5 7.8 2.6 3.9 5.2 6.5 7.8
k n0 k n0
(c) T Pc (d) T Sc
图 11 节理特性相同时刚度对反射系数和透射系数的影响
Fig. 11 Transmission and reflection coefficients versus stiffness for same joint characteristics

从图 11(b) 可知：当 k 和 0 k 均为低值时，反射系数 R 为最大值 0.80，当 k 和 0 k 均为高值时，反射系
s
s
c
n
n
S
数 R 为最小值 0.34，说明纵波入射斜交节理时，反射 S 波的占比始终较高，并且随着 k 和 0 k 的增加，反
c
s
n
S
射系数 R 呈光滑阶梯状衰减；当节理切向刚度较小时，节理抵抗切向变形的能力较弱，导致横波的反射
c
S
强度较高，此时改变节理的初始法向刚度，虽然会改变横波的反射特性，但是影响程度微弱。
从图 11(c) 可知：当 k 和 0 k 均为高值时，透射系数 T 为最大值 0.78，当 k 和 0 k 均为低值时，透射系
c
s
s
P
n
n
数 T 为最小值 0.26，说明纵波入射斜交节理时，透射 P 波的占比始终较高，并且随着 k 和 0 k 的增加，透
s
c
P n
射系数 T 受刚度的影响规律与反射系数 R 相反，透射系数 T 呈光滑阶梯状递增；同时从图中还可以
c
c
c
P S P
发现，当 k 固定时，改变 k 几乎不会影响纵波的透射特性。说明纵波的透射能力主要受节理初始法向
0
s
n
刚度影响。
从图 11(d) 可知：当 k 为低值，k 为高值时，透射系数 T 最大，但也仅为 0.21，说明在本文刚度研究
s
0
c
n
S
范围内，当纵波入射斜交节理时，透射 S 波占比最小；当 k 增加，k 减小时，透射系数 T 降低，在最小值
0
c
s
S
n
持续后反而升高，透射系数 T 的变化规律呈倒棱台状。
c
S
上述研究均为斜交节理特性相同时刚度对系数的作用规律，当 2 条节理特性不同时，保持 k = k J2 ，
J1
s
s
法向刚度对反射系数和透射系数的影响规律如图 12 所示。
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