工程岩土体是自然地质作用的产物,物质组构千变万化,其物理状态的复杂性远非任何一种人工材料所能比拟。岩土体的静力学性质和动力学性质都与岩土体的物质组构和物理状态密切相关。岩土体是物质存在,岩土体的静力学性质和动力学性质是这种物质存在的两种不同表现。所以,岩土体静力学性质和动力学性质之间必然存在联系,这种联系的基础就是岩土体的物质组构和物理状态。 弹性波测试在工程上有十分广泛的应用,然而我们对于弹性波动在复杂介质中传播规律的了解还很不充分。因此研究岩土体弹性参数的变化规律及弹性参数与岩土体物理参数之间的相互关系具有重要意义。 本文结合安太堡煤矿边坡工程和古月桥文物保护工程,对安太堡样品进行了超声波速测试,对古月桥展开了原位岩体测试和岩石样品室内超声波速测试;此外,还对其他工程采集的不同类型的岩石样品进行了超声波速测试。利用岩石样品测试数据,研究了弹性波速与介质物理参数之间的相关性。 对岩土样品的综合分析表明,样品弹性波速和介质密度的测试值在波速—密度参数空间中呈现为混沌状态。这种混沌状态具体表现为三种相对性:整体有序与局部混沌的相对性、分布域空间位置和结构的确定与域内参数随机分布的相对性、在某一分布域内整体样本无序与各类子样本有序的相对性。另外,岩土样品弹性波速与介质密度的分布从样品分布域的空间结构到分布域内各类子样品的分布规律具有明显的自相似性。把握这几种相对性和自相似性对于岩土介质的理论研究和工程应用都十分有意义。