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孔隙介质声学是应用性很强的一个声学分支,对孔隙介质的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文首先讨论了流体饱和球孔和椭球孔的等效压缩系数,然后推导了孔隙介质的等效弹性模量,最后分别对夹杂球孔和椭球孔的介质纵横波速度进行了计算,讨论了不同填充物和固体基质对纵横波速度的影响。研究结果包括以下几个方面: 1.对流体饱和球孔和椭球孔的等效压缩系数进行了计算。球孔压缩系数与内部填充流体类型、频率和孔尺寸有关;椭球孔压缩系数不仅与流体类型、频率和孔尺寸有关,还与受压方向有关;球孔和椭球孔的压缩系数均随频率的增加而减小,并在低频和高频趋于稳定。 2.推导了流体饱和孔隙介质的宏观等效弹性模量,讨论了体积模量和杨氏模量随频率和孔隙度的变化规律,二者均随频率的增加而增大,随孔隙度的增加而减小。通过与孔隙介质弹性模量的Hashin-Shtrikman上下限的比较可知,上述推导得出的等效体积模量和杨氏模量均介于上下限之间。 3.对流体饱和孔隙介质的纵横波速度进行了计算。纵横波速度随着频率的增加而增加,在低频和高频都趋于稳定;在孔隙度相同的情况下,夹杂椭球孔介质的纵横波速度比夹杂球孔介质的纵横波速度小;流体和固体基质之间的弹性模量相差越大,频散越明显;纵波的频散要明显大于横波。