瞬態(tài)瑞利波法定量分析空洞形狀參數(shù)和位置.pdf

1、空洞的存在對(duì)地下工程質(zhì)量有重要的影響，因此采取有效的物探方法探測(cè)空洞很有必要。瞬態(tài)瑞利波檢測(cè)方法相比其他方法，具有操作簡(jiǎn)單、便捷、效率高等優(yōu)點(diǎn)。本文基于彈性波理論，分析了均勻彈性半空間介質(zhì)中瑞利波的波動(dòng)特征，并采用有限元法分析了含空洞介質(zhì)中瑞利波傳播規(guī)律，瑞利波沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑ミ^(guò)程中遇到空洞會(huì)發(fā)生反射和能量衰減，且分別研究了瑞利波能量、時(shí)域、頻譜特性，提出了定量分析空洞形狀參數(shù)和位置的計(jì)算方法，主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?、俑鶕?jù)入射

2、瑞利波和反射瑞利波傳播時(shí)間差提出了確定空洞水平位置的計(jì)算公式，并通過(guò)合理設(shè)置邊界條件和激勵(lì)源等得到了空洞的水平位置，其計(jì)算誤差在2％以內(nèi)，且隨空洞埋深增加誤差增大；當(dāng)瑞利波波長(zhǎng)小于空洞埋深時(shí)，空洞不影響該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)頻率的瑞利波，否則反之?；诖死碚?，本文提出了臨界干擾頻率法獲得空洞埋深的方法。模擬計(jì)算結(jié)果的相對(duì)誤差在10%以下，當(dāng)空洞內(nèi)存在填充物時(shí)計(jì)算誤差有所增加；提出了能量衰減率概念，并定量分析了空洞豎向尺寸與瑞利波的能量衰減率的關(guān)系，

3、得到了計(jì)算公式，通過(guò)不同工況驗(yàn)證了其計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。
　?、谪Q向尺寸相同條件下，方形和圓形空洞對(duì)瑞利波的檢測(cè)影響區(qū)別較小?？斩刺畛湎娜鹄芰?，并對(duì)瑞利波的頻譜產(chǎn)生較大影響，可以獲得空洞埋深但不能采用衰減率法計(jì)算空洞大?。环治隽巳鹄ㄔ谒轿恢?、豎向位置和斜向位置的空洞介質(zhì)中的傳播規(guī)律，并根據(jù)反射瑞利波傳播時(shí)間差計(jì)算了水平位置空洞的距離，精度較高。
　?、蹖?duì)三維數(shù)值模擬結(jié)果與二維數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示，三維數(shù)