平面S波在弹性介质与饱和冻土介质分界面上的能量传输特性

基于冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中弹性波的传播理论,研究平面S波入射在弹性介质与饱和冻土介质分界面上的能量传输问题。根据分界面上的边界条件和利用Helmholtz矢量分解定理,推导获得透反射振幅比和能量率的解析表达式。通过数值分析研究S波入射在弹性介质与饱和冻土介质分界面上的能量率与入射角度、入射频率、胶结参数、孔隙率、饱和度以及接触参数的关系。研究结果表明：随入射角度的增加将引起透射P₁,P₂,P₃,S₁和S₂波的能量率增大,当达到临界角时反射P波消失以及透射P₁,S₁波出现明显的脉冲。透射波间的能量相互作用率仅随饱和度的增加而减小,受其余参数的增加而增大。透射S₁波的能量率占各透反射波能量率之和的90%以上,各类参数的增大均引起透射S₁波能量率的增大。此外入射频率、胶结参数、孔隙率和接触参数的变化对能量比例系数均有显著影响。     

快压缩P1波在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量传输特性

基于弹性波在冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论,选取了饱和冻土中传播速度最大的快压缩P₁波入射在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量传输问题。根据分界面上的边界条件,推导出了快压缩P₁波从饱和冻土介质入射到弹性基岩分界面上透反射振幅比和能量率的解析表达式。研究了快压缩P₁波入射在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量与入射角度,入射频率,温度(含冰量),孔隙率,胶结参数以及接触参数的关系。研究结果表明：当入射角度为0°时仅存在压缩波,达到临界角后透射P波消失;各种波在达到临界角时出现不同程度的脉冲,其中反射P₁波最为显著;随着胶结参数,孔隙率,接触参数的增大,临界角越早出现;入射频率仅对反射P₂,P₃和S₂波的能量反射率影响较大;当温度和含冰量较低或较高时,均不利于反射S₂波的能量产生。