Определение акустических параметров пород в лабораторных условиях

Обычно целью лабораторных исследований является определение упругих динамических параметров горных пород Е_д и n_д, которые определяются значительно проще, чем при механических испытаниях. При этом следует иметь в виду, что величины Е_д и n_д на 10 ¸ 30% больше, чем получаемые при механических испытаниях.

Опыты проводят на образцах правильной формы с использованием различных приборов, например УК-10П, с излучателями и датчиками ультразвуковых волн. При этом возможно применение нескольких методик.

Метод прямого прозвучивания образцов (см. рисунок 6.2, а) заключается в том, что определяют скорость продольной волны для отрезков керна горной породы разной длины при разных частотах излучения. Затем, используя критерии 6.1 6.3, выявляют величины и . После этого вычисляют Е_д из выражения 6.2 и n_д из выражения 6.4.

Рисунок 6.2 – Схемы лабораторных экспериментов для определения упругих динамических параметров горных пород: а – прямое прозвучивание; б – продольное профилирование; в – метод критических углов; 1 – образец породы; 2 – излучатель; 3 – приемник

При использовании метода продольного профилирования определяют скорости поперечных волн , продольных волн в массиве и поверхностных волн . После этого вычисляют n_д и Е_д, используя следующие выражения

(6.13)

(6.14)

(6.15)

Метод критических углов реализуют так, что образец породы помещают в масляную ванну, прозвучивают его, добиваясь полного внутреннего отражения сначала продольных, а потом и поперечных волн в образце. Результат эксперимента – соответствующие величины критических углов δ_р и δ_s. Зная, что в масле скорость падающей продольной волны V_п = 1420 м/с и что при полном отражении волны угол преломления ψ = 90° вычисляют и

и (6.16)

Поиск по сайту: