О нас | Услуги | Оборудование | Книги по теме | Примеры | Связь | Карта | Форум | Видео | En |
ГЛАВА II
|
VII. ПРИНЦИПЫ СПЕКТРАЛЬНО - АКУСТИЧЕСКИХ
|
VII.1. Спектрально-акустические исследования горных породСконцентрируем применительно к слоистой среде осадочных пород основные спектрально - акустические принципы, изложенные в предыдущих разделах. Это будет выглядеть следующим образом:
|
VII.2. Физический смысл границ,
|
VII.3. Спектрально - сейсморазведочное профилирование (ССП) Многослойная среда осадочного чехла по акустическим свойствам представляет собой совокупность слоев - резонаторов. Основу спектрально - сейсморазведочного профилирования составляет тот факт, что информация о толщинах (мощностях) этих слоев, о наличии в них разного рода неоднородностей и о характере границ между ними содержится в спектре отклика этого массива на ударное воздействие.
Граница между слоями h2 и h3 (проведена жирной линией) отличается от двух других тем, что между этими слоями - смазка. Слой h3 лежит на безграничном массиве из того же материала.
Спектрограмма синтезирована с учетом приведенного выше описания трехслойной среды, и имеет две оси абсцисс: слева направо - ось частот f, а справа налево - ось мощностей h, соотносящихся между собой в соответствии с величиной скорости Vсдв. Ось ординат проградуирована в значениях Q (см. параграф VI.8). Каждая из структур характеризуется своим значением Q. Наибольшее значение имеет Q, соответствующая структуре h12, что является следствием наличия смазки между слоями h2 и h3. Кроме того, видно, что экстремум, соответствующий структуре h1, несколько больше, чем h123. Так может быть потому, например, что по нижней границе прижим, определяемый собственным весом, больше, чем по границе верхней.
Измерения производились в Выборгском р-не Ленинградской обл., где мощность осадочного чехла не превышает 50м, а в ряде случаев, кристаллический фундамент (гранит) выходит на поверхность. Максимальная глубинность обследования была ограничена 100 метрами. Профилирование осуществлялось с шагом (расстоянием между точками измерения) 1м.
На участке профиля 0 - 7 м глубина залегания гранита составляет примерно 25 м, а на участке 19 - 28 м - примерно 30 - 35 м. Участок профиля 8 - 18 м очень интересен, так как представляет собой классическое тектоническое разрывное нарушение.
|
VII.4. ПРИНЦИПЫ СПЕКТРАЛЬНО - АКУСТИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ Назначение спектрально - акустической дефектоскопии состоит в получении информации о нарушенности материала исследуемого объекта, о наличии и местонахождении скрытых от глаз трещин, а также о кинематических характеристиках материала.
Проиллюстрируем эти положения на конкретных примерах. Естественно, двигаясь от простого к сложному. |
VII.4.1. Прямоугольный параллелепипед На рис. VII.4 приведен пример спектрально - акустической дефектоскопии гранитного блока в виде прямоугольного параллелепипеда. Показанный на этом рисунке график является частотным спектром сигнала с той особенностью, что по оси абсцисс отложена частота, пересчитанная в размеры блока по формуле (VII.1). Как показали эксперименты, принимая для гранита величину Vсдв равной 2500 м/с, мы обеспечиваем погрешность определения размеров не больше, чем 10%.
В отличие от спектрограммы, приведенной на рис. VII.4, на которой трем размерам гранитного блока соответствуют три экстремума, на спектрограмме рис. VII.5 видны еще два экстремума, соответствующих размерам 60 и 90 см. Они свидетельствуют о наличии еще одной границы (поверхности ОМК) в пределах блока. Эта поверхность ОМК обусловлена имеющейся в блоке сомкнутой трещиной. За поведением этой трещины мы наблюдали в течение всего цикла обработки блока. Проявляясь на спектрограммах при проведении спектрально - акустической дефектоскопии, трещина визуально себя не обнаруживала вплоть до самого конечного момента обработки блока, когда блок по ней развалился на две части.
|
VII.4.2. Дефектоскопия сложных объектов Спектрально - акустическую дефектоскопию можно осуществлять на объектах, имеющих какие угодно размеры и любую конфигурацию. Но в тех случаях, когда объект имеет достаточно сложную форму (разного рода отливки и детали, а также узлы машиностроительной промышленности), может и не получиться каждому из экстремумов придать смысл конкретного размера. В таком случае представляется целесообразным осуществлять сравнительную дефектоскопию. То есть, взяв за образец спектрограмму заведомо качественного изделия, сравнивать с ней спектрограммы других изделий, разумеется, идентичных по своей форме и размерам.
|
VII.4.3. Определение кинематических характеристик Согласно материалу, изложенному в разделе III, объективными кинематическими характеристиками поля упругих колебаний, к которым могут быть применены общепринятые метрологические оценки, являются: скорость распространения фронта упругих колебаний Vфр, скорость объемных (продольных) колебаний Vпр и скорость сдвиговых (поперечных) колебаний Vсдв.
|
VII.5. Поперечные волны в жидкостях и газах Характеризуя, поперечные волны, Пуассон определил их как упругий процесс, направление распространения которого ортогонально с направлением смещения колеблющихся частиц. При этом, как ни странно, он не охарактеризовал поперечные волны как мнимую составляющую поля упругих колебаний. Но ведь это же было бы естественно, так как если процесс характеризуется ортогональностью между направлениями воздействия и реакции на это воздействие, то процесс этот следует описывать на мнимой оси. Однако для акустики такой подход был не принят.
|
VII.6. О горных ударах и землетрясении Разновидностей проявлений горных ударов довольно много. Иногда их можно ощущать как удары по пяткам. При увеличении их силы возможно подбрасывание отдельных объектов. Во время моего наблюдения в штреке шахты "Распадская" горные удары воспринимались как периодические легкие удары, но вдруг амплитуда резко увеличилась, очередным ударом был подброшен угольный добычной комбайн, который при падении придавил шахтера. На шахте "Первомайская" Луганской области горные удары были в виде сильного грохота, но без каких-то механических проявлений. Так же выглядят горные удары в главном стакане аэрации в Ольгино. На Североуральском бокситовом руднике (СУБР) горные удары разрушают выработки и обходятся многими жизнями.
Частота высокодобротной гармонической составляющей равна 16Гц (160 м). Наличие высокодобротной колебательной системы со столь низкой собственной частотой безусловно может создать предпосылки для разного рода резонансных явлений при работе насосов и другой вибрационной техники.
|
Обсудить статью |
При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна | Публикации о нас |
|
Реклама на сайте: |