![]() Главная страница Случайная лекция ![]() Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика ![]() Мы поможем в написании ваших работ! |
V. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД И МАССИВОВ. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОДХарактер распространения упругих колебаний в горных породах определяется акустическими параметрами пород. К ним относятся скорости распространения упругих волн, коэффициенты поглощения, отражения и преломления и волновое сопротивление. Под скоростью волны понимают скорость распространения некоторой фазы упругих колебаний. Скорость распространения упругих волн в абсолютно упругой изотопной среде определяется по следующим формулам теории упругости: Скорость продольной упругой волны в массиве
Если Скорость распространения поперечной упругой волны
Если Скорость распространения поверхностной упругой волны
Если При этом всегда соблюдается следующее соотношение скоростей: Скорость распространения продольной упругой волны в тонкой пластине породы
Если Скорость распространения упругой волны в тонком стержне породы
Скорость распространения упругих волн в горных породах определяется их упругими свойствами и плотностью. Отношение скоростей продольных и поперечных волн является функцией коэффициента Пуассона.
С увеличением модуля Юнга и коэффициента Пуассона возрастает скорость распространения продольной упругой волны. Скорость распространения поперечной волны увеличивается с увеличением Е и уменьшается с увеличением коэффициента Пуассона. Распространение упругих волн в горных породах, так же как и в любом веществе сопровождается постепенным уменьшением их интенсивности (амплитуды) по мере удаления от источника излучения. Интенсивность колебаний в большинстве случаев уменьшается по следующим причинам: 1. поглощение части энергии упругих колебаний породой и превращение ее в тепловую, обусловленную взаимным трением частиц породы, совершающих колебательные движения; 2. рассеивание акустической энергии на неоднородностях породы (порах, трещинах, вкраплениях и т.д.). Амплитуда упругих колебаний И, характеризующая интенсивность колебаний, связана с пройденным волной расстоянием X экспоненциальной зависимостью
где Коэффициент поглощения зависит как от свойств породы, так и от частоты колебаний f. Для большинства пород зависимость Породы обладают сопротивлением распространению в них упругих волн, которое оценивается удельным волновым сопротивлением (акустической жесткостью) горной породы. Акустическая жесткость в сущности является отношением давления волны
Единица Удельное волновое сопротивление пород определяет их способность отражать и преломлять упругие волны. Отражение и преломление происходит либо на границе между породами с различными акустическими параметрами, либо при переходе упругих волн из внешней среды в породу (и наоборот). К преломлению и отражению упругих волн можно применить законы геометрической оптики. Коэффициентом отражения называется отношение энергии отраженной волны
а) общий случай; б) момент внутреннего отражения продольной волны; в) момент внутреннего отражения поперечной волны; Коэффициент
Угол падения
Отношение Больше колебания акустических свойств горных пород объясняются значительным разнообразием минерального состава, структуры, текстуры и влажности. Увеличение плотности пород сопровождается ростом скорости распространения в них упругих волн и снижением потерь волновой энергии. Влияние основных внутренних и внешних факторов на скорости распространения упругих волн в горных породах приведены на рис. 5.3-5.7.
Рис. 5.3. Зависимость скорости Рис. 5.4. Зависимость скорости продольной волны объемной массы пористости
Рис. 5.5. Зависимость скорости Рис. 5.6. Зависимость скорости продольной волны породах от напряжений s влажности W: 1 – неразмокаемые породы; 2 – размокаемые породы
Рис. 5.7. Зависимость скорости продольной волны В слоистых породах скорость упругих волн вдоль и поперек слоев различна, причем всегда
где Скорость звука при тех же условиях
где Отношение скоростей упругих волн вдоль и поперек слоистости породы характеризуется коэффициентом анизотропии.
Дата добавления: 2014-05-04; просмотров: 1680; Нарушение авторских прав ![]() Мы поможем в написании ваших работ! |