Page 104 - 《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

7.8 7.8

R Pc R Sc
0.127 0 0.397 0
6.5 0.161 0 6.5 0.423 0
0.449 0
0.195 0
0.229 0 0.474 0
0.263 0 0.500 0
5.2 0.296 0 5.2 0.526 0
0.330 0 0.552 0
J2 k n0 0.364 0 J2 k n0 0.577 0
3.9 0.398 0 3.9 0.603 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
J1 J1
k n0 k n0
(a) R Pc (b) R Sc
7.8 7.8
T Pc T Sc
0.336 0 0.020 0
6.5 0.388 0 6.5 0.049 5
0.079 0
0.439 0
0.491 0 0.109 0
0.542 0 0.138 0
5.2 0.594 0 5.2 0.168 0
0.645 0 0.197 0
k n0 k n0 0.256 0
J2 0.697 0 J2 0.227 0
3.9 0.748 0 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
J1 J1
k n0 k n0
(c) T Pc (d) T Sc
图 12 节理特性不同时 k n 对反射系数和透射系数的影响
0
Fig. 12 Transmission and reflection coefficients versus k n0 for different joint characteristics
从图 12(a)～(b) 可知：反射系数 R P c 和 R S c 与节理 J2 的刚度无关，满足式 (16) 的定义，反射系数
R 和 c R 的变化规律与图 9 所示相同。
c
S
P
从图 12(c) 可知：透射系数 T 与 c 2 条节理初始法向刚度相关性密切，当 k = k J2 =7.8 GPa/m 时，透射
J1
n0
n0
P
系数 T 为最大值 0.75，说明尽管 2 条节理抵抗法向变形的能力均较强，但当纵波入射至斜交节理时，仍
c
P
然有 25% k = k J2 =1.3 GPa/m 时，透射系数 T 为最小值 0.34，说明当 2 条节理
J1
c
n0 n0 P
的纵波不能有效传播；当
法向刚度降低时，纵波具有明显的衰减特征；透射系数 T 随着 2 条节理法向刚度的增加呈曲面形递增。
c
P
从图 12(d) 可知：当 k 为恒值时，透射系数 T 与 k J1 相关性薄弱，与 k n0 相关性密切，当 k J2 从 1.3 GPa/m
J2
c
s
S
n0
n0
增加至 7.8 GPa/m 时，透射系数 T 从 c 0.26 降低至 0.02，说明斜交节理中第 2 条节理初始法向刚度明显变
S
化时，仍然会有效改变横波的透射性能。
当 2 k = k J2 ，切向刚度对反射系数和透射系数的影响规律如图 13 所示。
J1
条节理特性不同时，保持
n0 n0
从图 13(a)～(b) 可知：反射系数 R c 和 R c 与节理 J2 的刚度无关，满足式 (16) 的定义，反射系数
P S
R 和 c R 的变化规律与图 10 所示相同。
c
P S
从图 13(c) 可知：当 k 为恒值时，透射系数 T 的变化规律与图 12(c) 相同，随着 2 条节理切向刚度
0
c
n P
J1
J1
k = k J2 =1.3 GPa/m k = k J2 =7.8 GPa/m 时，透射系数 T 仅从 0.39 提
c
的增大呈曲面形递增，但是当 增加至 P
s s s s
高至 0.55，验证纵波的透射性能主要受节理初始法向刚度影响。
从 图 13(d) 可 知 ： 透 射 系 数 T c 与 k J1 相 关 性 薄 弱 ， 与 k J2 相 关 性 密 切 ， 当 k J2 从 1.3 GPa/m 增 大 至
S s s s
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