为了探明南方海相碳酸盐岩的分布范围及储量,需要进行大量现场勘察工作。地震勘探是石油勘探中一种最常见和最重要的方法,在对海相碳酸盐岩地区进行地震勘探时,从钻孔装药、炸药震源爆炸到地震波采集分析,都存在着冲击、爆炸、地震等动态荷载对海相碳酸盐岩的作用,充分掌握海相碳酸盐岩的动态力学性质,是研究其冲击破岩、爆破机制、应力波传播规律以及地震效应的重要资料,岩石动力学特性是认识岩石动载破坏机理和岩石介质中应力波传播规律的关键。本文以川东北黑池梁地区地表出露海相碳酸盐岩为研究对象,综合运用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场试验等方法和手段,借助于先进的测试技术与分析手段,结合现代应力波理论和岩石动力学理论,对高应变率作用下海相碳酸盐岩的动态力学特性及应力波衰减规律进行了研究。本文进行的主要研究为:(1)海相碳酸盐岩物理力学性质及参数的试验研究。利用实验室设备对海相碳酸盐岩进行了物理力学性质及参数的试验,得到海相碳酸盐岩单轴压缩应力-应变曲线,获得海相碳酸盐岩的纵波波速、弹性模量、泊松比、单轴抗压强度等参数。(2)海相碳酸盐岩在动态冲击荷载作用下的试验研究。用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,进行了不同应变率下海相碳酸盐岩的单轴动态冲击压缩试验,研究了峰值应力随应变率的变化规律,以及应力波频谱曲线随应变率的变化规律。(3)海相碳酸盐岩的动态破碎耗能特征研究。在实验的基础上,对海相碳酸盐岩单轴冲击压缩试验的试件碎块进行粒度分析,通过研究海相碳酸盐岩试件的动态冲击破碎特征及其破碎耗能特征,得到海相碳酸盐岩动态破碎的能量耗散同试件破碎块度、应变率和动态抗压强度之间的关系。(4)海相碳酸盐岩在动态荷载下应力波传播的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩的SHPB试验、一维撞杆试验和一维岩石杆爆炸试验进行了数值模拟,得到冲击荷载作用下海相碳酸盐岩试件的受力过程和应力波传播规律,包括应力波随传播距离衰减的变化规律,以及应力波传播过程中频谱变化规律。(5)海相碳酸盐岩地层中,地震勘探炸药震源参数的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩地层中进行的地震勘探进行了数值模拟研究,得到各震源参数包括起爆方式、不耦合介质、药包结构、炸药埋深、药量等对海相碳酸盐岩中爆炸应力波的产生及其能量和频率等衰减的影响规律。通过对比分析海相碳酸盐岩出露区震源激发井深和药量的现场试验数据,发现存在一个最佳激发井深和药量,使得地震激发下传能量较强,地震信噪比较高。研究成果可为海相碳酸盐岩地区地震勘探的钻井和爆破工作提供重要参考。该论文有图108幅,表33个,参考文献185篇。