平面P波入射具有不完美界面圆形夹塞的动态响应特性

摘要

夹塞与介质的交界面并非总是完美界面，即位移应力在边界上并非是连续且相等的，入射P波在不完美界面发生的动态响应与在完美界面的动态响应有所差别。为了研究平面P波在具有不完美界面夹塞上的动应力响应情况，引入弹簧模型作为不完美界面模型，该界面模型假定为厚度无穷小且无惯性的弹性粘结层。利用波函数展开法计算平面P波入射时不完美界面周边的动应力集中因子。分析了弹簧模型的重要参数弹簧刚度对动应力集中因子的影响。计算结果表明：弹簧刚度对低波数时的动态响应有明显影响，而随着波数的增大这种影响会逐渐减弱，同时在高波数时能观察到共振散射现象。采用常见的地震波子波—雷克子波作为瞬态扰动波形，基于稳态结果利用Fourier变换得到瞬态波入射时不同弹簧刚度条件下的瞬态响应。瞬态DSCF变化情况与稳态条件下相似，但是幅值有所增加。另外，雷克子波的主频与瞬态DSCF成负相关。

关键词

平面P波 / 圆柱形夹塞 / 不完美界面 / 瞬态P波散射 / 动应力集中因子