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摘要
地下工程岩体开挖卸载后，围岩体承受的地应力随空间位置呈梯度形式变化。梯度地应力导致岩石的波阻抗呈梯度形式变化，进而影响应力波传播衰减特性。为研究梯度地应力对岩石应力波传播特性的影响，利用自主研发的具有梯度静应力岩石应力波传播试验系统，对红砂岩长试件进行了9种应力梯度工况下的应力波传播试验。通过分析岩石应力波传播速度、波阻抗随应力梯度的变化规律，构建应力波幅值与传播距离、传播时间和应力梯度之间的经验模型，探索梯度应力影响红砂岩应力波传播衰减的机制。结果表明，相同应力梯度工况下，随传播距离增加，应力波形状变化较小，但幅值逐渐减小。随应力梯度增大，岩石各测点区段内应力波传播速度、波阻抗均增大，但增大速率逐渐减缓，相邻测点区段波阻抗差值比先快速增大，后缓慢减小。随传播距离和传播时间增加，应力波幅值均呈指数形式减小；随应力梯度增大，时空衰减系数均呈先快速增大，后缓慢减小趋势变化。随应力梯度增大，相同测点应力波幅值先快速减小，后缓慢变化，在低应力梯度阶段，距离自由端越远的测点幅值衰减速率越快。
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单位北京城建勘测设计研究院; 江西理工大学
