Page 105 - 《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 GPa/m 时，透射系数 T 从 c 0.02 升高至 0.17，说明横波的透射性能与切向刚度显著相关，并且主要受
S
斜交节理中第 2 条节理特性影响。
7.8 7.8

R Pc R Sc
0.155 0 0.461 0
6.5 0.175 0 6.5 0.492 0
0.523 0
0.196 0
0.216 0 0.554 0
0.236 0 0.586 0
5.2 0.257 0 5.2 0.617 0
0.277 0 0.648 0
J2 0.297 0 J2 0.679 0
k s k s 0.710 0
3.9 0.318 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 s k s
(a) R Pc (b) R Sc
7.8 7.8
T Pc T Sc
0.393 0 0.021 5
6.5 0.412 0 6.5 0.040 6
0.431 0
0.059 6
0.450 0 0.078 7
0.469 0 0.097 8
5.2 0.488 0 5.2 0.117 0
0.507 0 0.136 0
J2 0.526 0 J2 0.155 0
k s 0.545 0 k s
3.9 3.9 0.174 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 s k s
(c) T Pc (d) T Sc
图 13 节理特性不同时 k s 对反射系数和透射系数的影响
Fig. 13 Transmission and reflection coefficients versus k s for different joint characteristics
4 结 论

本文采用理论推导和数值计算的方法对纵波在非线性斜交节理岩体中的传播特性进行了分析，得
到主要结论如下。
(1) 采用双曲线节理模型，基于应力波与线性节理的交互作用关系，根据叠加原理推导了纵波入射
非线性斜交节理的传播方程，并且通过文献对比验证了理论模型是准确可行的。
(2) 波形为 δ 函数的辅助函数入射并与节理斜交时具有明显地幅值降低、幅值时刻滞后以及持时延
长的现象，更能体现纵波短时内的突变特性和非线性衰减特征；横波有无全反射情形几乎不影响反射波
和透射波的变化规律。
(3) 斜交节理岩体中入射纵波持时的增加会明显提高 P 波的透射性能，稍微降低 P 波和 S 波的反射
特性，但是对 S 波的透射影响非常薄弱。
(4) 纵波传播至斜交节理时发现 P 波易透射微反射，S 波易反射微透射；随着 k 和 0 k 的增加，反射系
s
n
数 R 呈下凹曲面型衰减，透射系数 T 呈上凸曲面型递增；P 波的透射性能与节理法向刚度相关性密
c
c
S
P
切，S 波的反射特性受斜交节理中第 2 条节理影响显著。
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