地震波在巷道弹塑性围岩中传播规律的数值模拟研究  

Numerical simulation on propagation laws of seismic wave in elastoplastic tunnel rock medium

作　　者：李建功[1,2] 康建宁[1,2,3] 刘红[1,2] 赵同彬[3] 刘延保[1,2] 

机构地区：[1]瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037 [2]中国煤炭科工集团重庆研究院,重庆400037 [3]山东科技大学,山东青岛266510

出　　处：《煤炭学报》2011年第S2期282-286,共5页Journal of China Coal Society

基　　金：重庆市自然科学基金计划资助项目(CSTC;2010BB6118)

摘　　要：基于有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了地震波在具有初始应力情况下的巷道弹塑性围岩介质中的传播过程,分析了该条件下地震波在巷道周边的传播衰减规律。研究结果表明:随着传播距离的增加,地震波传播呈负指数函数关系衰减;地震波加速度幅值在近源场衰减速度快,远源场衰减减缓;当巷道正前方发生挠动时,随着离巷帮的距离越远,地震波加速度幅值越小;巷道围岩的弹、塑性应力状态也是影响地震波传播过程的一个重要因素,在弹塑性围岩介质中传播时,地震波能量的损耗主要是由于波形的几何扩展和介质的塑性变形引起的。基于有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了地震波在具有初始应力情况下的巷道弹塑性围岩介质中的传播过程,分析了该条件下地震波在巷道周边的传播衰减规律。研究结果表明:随着传播距离的增加,地震波传播呈负指数函数关系衰减;地震波加速度幅值在近源场衰减速度快,远源场衰减减缓;当巷道正前方发生挠动时,随着离巷帮的距离越远,地震波加速度幅值越小;巷道围岩的弹、塑性应力状态也是影响地震波传播过程的一个重要因素,在弹塑性围岩介质中传播时,地震波能量的损耗主要是由于波形的几何扩展和介质的塑性变形引起的。

关 键 词：地震波 弹塑性 巷道围岩 传播规律 初始应力 

分 类 号：TD82[矿业工程—煤矿开采] TQ53[矿业工程—矿山开采]