弹性变形对固体中体波速度的影响：以剪切变形为案例研究

本文探讨了弹性变形对可压缩各向同性材料中体波速度的影响，运用声波弹性力学框架。具体而言，考察沿principal变形轴线传播的体波，其中在由波传播方向所定义的坐标系中同时存在剪切和正常变形。尽管已有大量研究涉及此主题，但理论推导尚未得出关于波速度对施加剪切应力和应变作出响应的明确结论。为此，以混凝土为介质进行了三个案例分析。关键发现表明，在混凝土材料中，当体波在剪切变形平面上传播时，纵向波速度的变化主要归因于正常应变的变化，而横向波速度则显著受到正常应变和剪切应变的双重影响。这一发现可提升声波弹性技术在平面应力状态应用中检测principal应力大小和方向的实用性。