应力波在非线性变形节理处传播规律的颗粒流模拟研究

来源：黄金科学技术杂志2023年第4期北京时间：

作者：王卫华, 黄瑞新, 罗杰

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 北京首都国际机场股份有限公司，北京 100621

摘要：岩体节理会对岩体中应力波的传播产生显著影响，研究节理岩体中应力波的传播规律对于爆破破岩、抗震与防爆等均具有重要实际意义和理论价值。运用FISH语言对光滑节理模型中的细观节理法向刚度进行修改，建立了具有非线性变形特性的岩石节理颗粒流模型，模拟分析了应力波在非线性变形节理处的传播特性，获得了节理刚度、应力波振幅和应力波频率对透反射系数的影响规律，并从细观角度揭示了应力波与节理相互作用的机理。结果表明：节理刚度对应力波透反射系数会产生较大影响，刚度越大透射系数越大，反射系数则越小。当节理刚度达到某一临界值后，透射系数增长缓慢并趋于稳定值；入射波幅值越大，透射系数越大，反射系数则越小；应力波透射系数随入射波频率的增加而减小，节理表现出高频滤波特性。

关键词：非线性变形节理,颗粒流模拟,应力波传播,透反射系数

基金资助：国家重点研发计划项目“高寒及生态脆弱区大型矿山绿色开采技术”(2022YFC2903901)