马骥　冯军发

摘 要：应用ABAQUS/Explicit软件进行动力学显示分析，选取页岩、大理岩、花岗岩和玄武岩岩性材料构建二维层状线弹性模型。以在模型上端面施加一矩形脉冲载荷为例，分析了应力波在分层介质中的传播特性，并依照模型尺寸，就同一岩性材料分别套用模型，对比分析了应力波在不同介质中的传播特性受材料固有性质的影响程度。结果表明：①在多层介质模型中，入射应力波的传播是逐步向四周扩散的，同时，在分界面前后出现反射和透射现象。在“页岩+玄武岩”分界面，反射扰动起到了加载作用；在“玄武岩+花岗岩”分界面，反射扰动以卸载波的形式阻碍入射扰动传播；在“花岗岩+大理岩”分界面，由于这两种岩性材料的物理属性相似，可认为其阻抗匹配，入射扰动以无反射的形式通过分界面。②在单一介质模型中，波阻抗与应力峰值呈正相关。③对比分析在层状模型和单一介质模型中，应力波在不同时刻随传播距离的变化趋势后发现，在1.31 μs时，入射应力集中，层状模型应力峰值最大且变化范围大，应力波传播距离比任一单一介质模型都要小；在2.67 μs和5.64 μs时，入射应力扩散，层状模型应力峰值小于单一介质模型，但其传播距离大于页岩性单一介质模型。

关键词：应力波；二维层状介质；波阻抗；传播特性

中图分类号：O347.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.007

随着开采深度的不断加大和地下空间的开发利用，采矿工程逐步向深部发展，岩爆、冲击矿压等动力灾害事故频发。事故发生的动载扰动主要以震动波、爆炸波和冲击波等形式在地下岩体中迅速传播。……