Студопедия

Главная страница Случайная лекция

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика






Акустические свойства горных пород

Читайте также:
  1. IV. РАСПРОСТРАНЕНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В ПОРОДАХ
  2. V. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД И МАССИВОВ. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
  3. Биологические свойства крови
  4. Боевые свойства гранат
  5. Бронза – ее свойства и области использования в художественных изделиях.
  6. Бронзы – состав, свойства.
  7. Важнейшие свойства воды
  8. Введение, физические свойства минералов, реальные кристаллы и их агрегаты
  9. Весы для гидростатического взвешивания образцов горной породы неправильной формы в воде

Лекция 8

Воздействие внешних полей на свойства горных пород

Причины изменения свойств пород под воздействием внешних факторов можно разделить на три группы:

1. изменение состава породы: заполнение пор жидкостью и газом, переход воды в лед в порах при понижении температуры;

2. изменение степени уплотнения породы: обжатие за счет смятия пор, закрытия трещин при сжимающих механических нагрузках, нагревании или охлаждении; разрыхление, раскрытие трещин за счет растягивающих механических нагрузок нагревание или охлаждении; появление дополнительной пористости, пустотности за счет растворения минералов;

3. изменение сил связей между отдельными частицами породы: понижение при их нагреве за счет приближение состояния минералов к точке плавления; при насыщении пород водой за счет проникновения жидкости между частицами породы; повышение их при нагреве за счет спекания частиц, при охлаждении за счет смерзания.

Акустические свойства горных породопределяют условия распространения в породах знакопеременных упругих колебаний и характеризуются скоростью распространения упругих волн U, акустическим сопротивлением (или акустической жесткостью) q, коэффициентом поглощения α.

Различают продольные, поперечные и поверхностные (релеевские) упругие волны.

Продольные волны - определяют распространение деформаций переменного объемного сжатия и растяжения в горной породе.

Поперечные волны – определяют распространение упругих деформаций сдвига в горных породах.

Поверхностные волны – это колебания поверхности образцов или поверхности земли.

Скорость распространения упругих волн в массиве горных пород в образце можно определить по следующим формулам:

Скорость распространения продольной волны Uр

 
 


3- 1

 

Скорость распространения поперечной волны Us

 
 

 

 


3- 2

Скорость распространения поверхностной волны UL

 
 


3- 3

 

 

Е – модуль упругости породы; G – модуль сдвига породы; ρ – плотность горной породы; n– коэффициент Пуассона.

 

Соотношение между скоростями продольных, поперечных и поверхностных упругих волн характеризуется неравенством

 

3- 4

 

 

Соотношение скоростей продольных и поперечных волн выражается зависимостью

 
 


3- 5

Акустическим сопротивлением или акустической жесткостью q называется произведение плотности породы на скорость соответствующей волны (продольной или поперечной)

 
 


3- 6

Оно характеризует влияние среды на частоту колебаний в этой среде, которая в свою очередь определяется параметрами источник колебаний.

Амплитуда упругих колебаний A, характеризующая интенсивность колебаний, связана с расстоянием x пройденной этой волной в породе соотношением:

 


3- 7

 

где α – коэффициент поглощения, м-1.

 

Коэффициент поглощения зависит от упругих свойств пород, коэффициента внутреннего трения, температуры породы и частоты колебаний. Для большинства пород зависимость коэффициента поглощения от частоты колебаний носит линейный характер



Пример. Скорость распространения продольной волны в образце горной породы составила 4382 м/сек, коэффициент Пуассона для этой породы равен ν = 0,35, плотность породы ρ = 2,6 г/см3. Определить модуль упругости, модуль сдвига и скорость поперечной волны.

Решение:

1. По значениям скорости продольной волны определим модуль упругости горной породы:

2. Отсюда определим модуль упругости Е

,

3. Подставим численные значения плотности, модуля упругости и скорости продольной волны

4. Определив значение модуля упругости, определим модуль сдвига

;

5. Подставим значение модуля сдвига в формулу, для определения скорости поперечной волны

=

 

 

Лекция 9 (4 часа)


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Общие понятия о физических явлениях в горных породах | Газообразная составляющая горных пород

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 1828; Нарушение авторских прав


lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.004 сек.