为研究复杂地应力作用下岩体中弹性波波速与载荷之间的关系，本项目在理论、数值分析，和实验方面进行了较系统的探索。主要研究结果如下：(1)弹性波散射理论方面，从岩体中局部的细微观缺陷出发，基于波动方程的Green函数解和边界积分方法，建立了研究复杂介质中弹性波传播的频散效应和尺度效应的“双椭圆裂纹”模型。由此，研究了含不同尺寸分布的缺陷的岩体中的弹性波频散特性；考虑三种内边界载荷条件，研究了内边界载荷对弹性波频散效应的影响。(2)量纲理论分析与工程应用研究方面，基于无量纲分析方法，得到了一个含三个参数的、可描述外载荷作用的弹性波波速的频散表达式，将此频散表达式分别与Hashin- Shtrikman下限模型和Hashin-Shtrikman上限模型相结合，可以进行很好地描述复杂介质中各种细观成分胶结不好和胶结较好等情况。此方法可初步用于工程分析。(3)载荷作用下模型材料弹性波散射特性实验研究方面，采用三种频率的声波探头，对准静态加载过程中的泡沫铝、EPS混凝土、钢纤维水泥砂浆等三种典型材料进行不同频率下声波波速测试，提出了相对波速分析方法。结合高速摄影与数值散斑技术，探索了宏观声波波速的变化与细微观结构的变化的关系。(4)离散元数值分析方面，建立了从微观到细观到宏观的多尺度离散元计算方法。微观尺度为基本粒子，细观尺度为由基本粒子组成的团簇，宏观尺寸为由团簇组成的代表单元。结合动态实验，系统分析了多种应力状态下岩石材料的动态破碎过程，以及波在复杂介质中的传播规律。(5)为实现复杂应力状态，以研究复杂应力状态下岩体中波的传播特性，形成了研究压剪联合作用下动态实验技术、基于真三轴静载的岩石动态实验技术，以及联系岩石宏观响应与细微观结构演化的动态数值散斑分析技术。 2100433B