横波在泥沙层界面的反射与透射特性研究

黄河的自然灾害多起因于泥沙,因而研究泥沙的成分、侵蚀和输移规律是黄河泥沙治理的一项基本内容。作为原位测试的一种方法,横波探测可以获取泥沙的剪切模量等物理参数。本文采用Biot–Stoll模型,推导出了横波入射在泥沙层界面上的反射与透射系数计算公式,研究了频率、入射角和孔隙度对横波反射与透射系数的影响,探讨了纵波与横波在泥沙层界面的反射与透射性质的差异。研究结果表明,横波的反射与透射系数均与泥沙孔隙度呈线性相关关系,横波的反射系数随孔隙度的增大而增大。入射角对横波的反射与透射系数的变化有较大影响,特别在临界角附近,系数发生突变。频率仅在泥沙特征频率附近对横波的反射与透射系数有较大影响,而偏离特征频率则影响较小。研究成果对获取泥沙物理参数、分析黄河泥沙的成分及其侵蚀规律有一定意义。