隐伏溶洞对隧道围岩弹性波传播特性的影响

摘要

针对隐伏溶洞的特点建立含隐伏溶洞隧道围岩模型，围绕弹性波敏感度和衰减特征研究不同溶洞特征参数(充填介质、规模、方位、距掌子面距离等)对弹性波传播特性的影响。结果表明：隐伏溶洞的存在显著改变了弹性波的传播路径、波速及衰减特性，不同特征溶洞的传播特性具有明显差异性。具体而言，不同形态溶洞对回波波形、回波峰值及回波能量影响最大的是充填介质、方位及距掌子面距离，溶洞规模对其影响较小；对弹性波波速和敏感度影响最大的是溶洞距离，最大波速衰减达到1 513.16 m/s,敏感度为54.44%,溶洞规模和溶洞方位次之。不同溶洞特征的敏感度除不同充填介质最大差异为3.66%,其他特征溶洞敏感度差异均大于10%。弹性波在含溶洞隧道中传播时会发生阶段性衰减情况，不同溶洞特征吸收衰减系数不同，表现为充泥、充水和空腔溶洞依次递减，不同规模溶洞满足指数幂的形式逐渐减少。

关键词

弹性波 / 隐伏溶洞 / 传播特性 / 敏感程度 / 衰减特征