非线性变形节理中纵波传播特性的理论研究

基于波前动量守恒理论和位移不连续方法所提出的时域分析新方法,引入岩石非线性法向本构关系,对弹性纵波在岩石非线性节理中的传播特性进行了理论分析。采用节理变形的双曲线模型(BB模型),获得纵波P波斜入射非线性节理的传播波动方程,并通过参数研究分析了在岩石节理中节理非线性系数、节理初始刚度、应力波入射角和入射波幅值等因素对纵波传播规律的影响。结果表明:所推导的应力波传播方程在考虑多种非线性问题时,通过迭代计算即可方便求出透射波和反射波的数值解,避免了复杂的数学运算;当波斜入射节理面时,产生了波型转换,节理变形的非线性对透射波和反射波有较大影响,透射系数和反射系数并非随着非线性参数的变化而单调变化。时域内所推导的波传播方程更有益于波斜入射时非线性参数的广泛研究,为开展该方面的理论研究工作提供了借鉴。

突扩式水跃共轭水深的简化解

分析突扩水跃的水力特性,给出水跃方程的简化解。在分析突然扩散式水跃段流态的基础上对回流水深作出假设,考虑水跃扩散比对回流水深的影响,运用动量守恒定律建立突然扩散式水跃方程。通过级数展开方法,推导出突然扩散式水跃方程的显式简化解,并给出有关参数的经验公式。突扩比β=1.0时简化解与试验结果的平均误差为1.924%,在3.0<Fr1<9.0范围内二元水跃经典解与简化解误差随着水流弗劳德数Fr1的增加而减小,最大误差小于3.001%,简化解能够与试验和二元水跃经典解吻合很好。在不同扩散比情况下,简化解与试验结果的平均误差为5.511%,说明具有良好的精度。因此,可以应用它进行泄水建筑物下游水力计算。