具有轴向静应力的变截面岩石应力波频散特性

针对深部岩块几何特征复杂并处在高地应力环境中的工程实际,研究不同轴向静应力和变截面率对岩石应力波频散特性的影响。制备不同变截面率的红砂岩长试件,采用动静组合加载装置,进行不同轴向静应力下的应力波传播试验。采集不同测点处的应力波时域信号,分别进行快速傅里叶变换和小波包变换,研究轴向静应力与变截面率对红砂岩的应力波频谱、主频及频带能量的影响,以频域的角度表征应力波传播衰减机理。研究结果表明:随着轴向静应力的增大,应力波频谱峰值先大幅下降后趋于平缓,其几何衰减速率随变截面率增加的变化趋势由上升变为下降;应力波主频随静应力增加呈现"先增大—再减小—后平缓"的变化特征,主频随变截面率增加的变化趋势由下降变为上升;应力波频带能量在0~15.63k Hz间占比最大,随着静应力的增加,主振频带能量先往高频带发展,后趋向于低频带。