Читайте также:
|
Акустические свойства горной породы - свойства, характеризующие распространение, поглощение и преобразование энергии упругих колебаний в горной породе, зависят от состава, пористости, диагенеза пород и свойств флюида-порозаполнителя. С увеличением пористости породы скорости в ней уменьшаются. В общем случае скорость продольных волн в осадочных породах изменяется от 0,3 до 6,9 км/с. Скорость волн зависит от плотности упаковки атомов в кристаллах структуры:
Vр=Vро [exp0,5 (δм-2,6)+0,2(20-mа.ср)] [км/c], где
Vро - скорость звука км/с; mа.ср – средняя атомная масса минерала, горной породы;
δм – плотность минерала.
Скорость упругих волн увеличивается с ростом плотности упаковки атомов и уменьшается с увеличением средней атомной массы.
Фактором, влияющим на скорость упругих волн в осадочных породах, является тип заполняющего породу флюида. Насыщение порового пространства среды жидкостью, химически не взаимодействующей с минеральным скелетов породы, обуславливает увеличение скорости упругих волн. При насыщении песчаников и алевролитов раствором соли NaCl не приводящим к большому эффекту размокания присутствующих в породе глинистых минералов, скорость продольных волн увеличивается с 5-10 до 100 –120%.
Скорости распространения продольных волн для магматических пород (гранит, диабаз, габбро) 4500-6800 м/с, метаморфических (кристаллические сланцы) 4000-5600, осадочных (известняки, доломиты) 3200-5500, в грунтах 300-1900 м/с.
Скорость увеличивается с возрастом пород, глубиной залегания, степенью цементации. Увеличение скорости с глубиной происходит из-за роста горного давления.
Механизм распространения этой волны зависит также от степени гидродинамического и термодинамического взаимодействия между твердой и жидкой фазами. При низких частотах флюид и скелет породы смещаются в фазе, поглощение волны пропорционально квадрату частоты, что соответствует условиям без учета термодинамических явлений. С увеличением частоты проявляются различия в вязко-инерционных свойствах фаз, движение флюида начинает отставать от движения скелета. Это приводит к увеличению скорости и затухания волн.
Коэффициент поглощения α для скальных ненарушенных горных пород в диапазоне частот 1-100 Гц составляет 10-6-10-3 м-1, для частот 1-10 кГц — 5•10-2-1м-1; для рыхлых пород в диапазоне 1-100 Гц — 10-2-10-1м-1.
α = 1/S ln(A0 /A)
A – амплитуда волны у источника
A0 – амплитуда волн на расстоянии.
Акустический имепеданс - комплексное сопротивление, представляющее собой отношение комплексных амплитуд звукового давления к объёмной колебат. скорости (последняя равна произведению усреднённой по площади колебательной скорости ч-ц среды на площадь).
Za=ReZa+iImZa, Za= Vро δм
Vро - скорость звука км/с; δм – плотность минерала.
Действительная часть ReZa (т. н. активное акустич. сопротивление) связана с диссипацией энергии в самой системе и с затратами энергии на излучение звука; мнимая часть И. а. ImZa (реактивное акустич. сопротивление) обусловлена реакцией сил инерции (масс) или сил упругости.
Акустические параметры минералов, магматических, метаморфических, осадочных пород. Особенности распространения акустических волн в осадочных породах, зависимость скорости звуковых волн от строения породы.
При акустических исследованиях регистрируют продольную волну первого рода
Скорость упругих волн увеличивается с ростом плотности упаковки и уменьшается с ростом средней атомной массы. Скорость продольных волн в минералах изменяется от 2 до 18 км/с, поперечных от 1,1 до 10 км/с.
Упругие характеристики магматических и метаморфических пород определяются в значительной мере:
химическим и минеральным составом;
текстурно-структурными особенностями;
характером порового заполнителя.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 623 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Облагаются страховыми взносами | | | Принципы семейного права |