Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Параметры акустических свойств горных пород
Скорости распространения упругих волн зависят в первую очередь от упругих параметров горной породы и от характера деформирования среды. Если
< 0,2 ¸ 0,3 (6.1)
где d – поперечный размер образца горной породы и λ – длина волны) – в породе распространяются только продольные волны (случай «идеального стержня»). В этом случае скорость продольной волны
, (6.2)
где Ед – модуль упругости Юнга, измеренный динамическим методом, Па; r – плотность породы, кг/м3. Если
> 0,8 ¸ 1 (6.3)
– в породах распространяются только продольные и поперечные волны (случай «массива»). Тогда
, (6.4)
где nд – коэффициент Пуассона, измеренный динамическим методом, ед.;
, (6.5)
где Gд – модуль всестороннего сжатия, измеренный динамическим методом, Па; Если
= 0,3 ¸ 0,8 (6.6)
– в породах распространяются продольные, поперечные и поверхностные волны, причем при небольших удалениях от источника колебаний – продольные «стержневые», а с удалением – они исчезают и формируются продольные «массива». В этом случае скорость поверхностной волны Рэлея
(6.7)
При nд=0,25 , и , т.е. можем констатировать, что
На величину скорости распространения волн влияют: пористость и трещиноватость породы (с увеличением пористости скорости уменьшаются), температура (у сухих пород с ростом температуры скорость монотонно возрастает, а у влажных пород при замерзании воды скорость резко возрастает), слоистость (скорость распространения волн вдоль слоистости на 10 ¸ 30% больше, чем перпендикулярно слоистости). Приведем значения скорости продольных волн, м/с для некоторых веществ и пород: вода – 1485, воздух – 331, лед – 3200 ¸3300, известняк – @5000, песчаник – 2000 ¸3500, сланцы – @2000, масло трансформаторное – 1420. Акустическое сопротивление
z = р×V, кг/м2·с (6.8)
определяет способность горных пород отражать и преломлять упругие волны и является отношением давления волны р к мгновенной скорости колебания частиц V. Коэффициент поглощения. Амплитуда колебаний частиц в горной породе по мере удаления от источника акустических волн уменьшается по причине поглощения энергии на трение частиц, рассеивание энергии на порах, трещинах и других неоднородностях породы.
, (6.9)
где Аi и А0 соответственно амплитуда волны на удалении ri от источника; Q – коэффициент поглощения. Для однородных тел поглощение акустических волн определяется вязкостью и теплопроводностью тел. Как и для жидкостей, в этом случае зависимость коэффициента поглощения Q упругой продольной волны от частоты ω = 2 πf
, (6.10)
где – коэффициент вязкости (внутреннее трение породы), Па·с. Коэффициент поглощения всегда больше в тех породах, в которых скорость упругих колебаний меньше. Вообще для горных пород Q = (0,05 ¸ 0,3) 1/м, т.е. на расстоянии 3 ¸ 20 м от источника амплитуда (энергия) волны уменьшается в e = 2,7 раз. Коэффициент отражения. Коэффициентом отражения Кэ называют отношение амплитуды (энергии) отраженной волны А0 к амплитуде (энергии) падающей волны Ап на границе раздела двух сред.
(6.11)
Например, на границе раздела воздух – порода теряется 99,98% энергии волны; вода – порода – 68%; порода – порода – около 14%. На рисунке 6.1 представлены различные случаи преломления и отражения упругих волн на границе раздела двух сред.
Рисунок 6.1 – Преломление и отражение упругой волны на границе двух сред: а – при условии V2>V1; 1 – общий случай; 2 – момент внутреннего отражения продольной волны; 3 – момент внутреннего отражения поперечной волны; б – при условии V2<V1
Угол падения δп и угол преломления ψ упругой волны, проникшей в горную породу подчиняются закону Снеллиуса, согласно которому эти углы находятся в определенном соотношении со скоростью упругой волны в первой V1 и второй V2 средах
= (6.12)
Отношение V1/V2 = n называется коэффициентом преломления упругой волны. Так как скорости различных типов волн различны, в результате прохождения упругой волны в породе происходит ее разделение по направлениям на продольные и поперечные. Если упругая волна падает на границу раздела перпендикулярно, происходит только отражение. При угле падения δп > 0 происходит как отражение, так и преломление упругой волны. Постепенно увеличивая угол δп , можно добиться такого момента, когда произойдет полное внутреннее отражение сначала продольной, а затем и поперечной волны.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 673; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.221.165.246 (0.006 с.) |