平面P波入射软弱结构面传播特征研究

作者：李春鹏; 李远远; 仝霄金

来源：人民长江, 2023, 54(09): 175-183.

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.09.023

• 软弱结构面
• 平面P波
• 应力波理论
• 透射
• 反射

软弱结构面在动载作用下易发生失稳破坏，影响工程与场地安全。基于软弱结构面理论模型，采用应力波理论，分别考虑粘结与滑移边界条件，推导了P波入射软弱结构面的透反射系数表达式，并采用数值方法对理论结果进行对比验证。讨论了P波入射角、频率等因素对应力波传播的影响。研究结果表明：粘结与滑移边界应力波透反射特性相近，但滑移状态下应力波存在能量损耗；软弱结构面存在高频滤波特性，需要关注低频时结构面的稳定性；软弱结构面等效摩擦角越大越难发生剪切变形；波阻抗比对应力波透反射系数的影响存在一个阈值，超过这个阈值则透射系数保持恒定；应力波透反射系数随着充填材料厚度增大呈现周期波动变化，该周期可能与入射P波波长相关。研究结论有助于在岩土工程中确定潜在滑移软弱结构面，为抗震加固、岩土爆破工程等提供理论依据。