6. Акустические свойства горной породы

■

Акустические свойства характеризуют закономерности распростра­нения в породах знакопеременных, упругих деформаций (упругих волн) [1,2].

По своей природе упругие волны бывают трех видов:

1. Продольно упругая волна.

2. Поперечная волна.

3. Поверхностная волна.

Продольная упругая волна распространяется как в твердой, так и в жидкой и газообразной средах. Поперечная упругая водна распростра­няется только в твердых телах.

Упругие волны по частоте колебаний подразделяются на:

• инфразвуковые - частотой до 20 Гц;

• звуковые - частотой от 20 до 20000 Гц;

• ультразвуковые - частотой более 20 кГц;

• гиперзвуковые - частотой более 1000 МГц.

Существуют три метода определения акустических свойств горной породы: метод прямого прозвучивания; эхо-метод; метод продольного профилирования.

Скорость продольной волны определяется по формуле:

V_p = —; м/с, (6.1)

где h - высота образца горной породы, м; ti - время распростране­ния продольной волны в образце горной породы, с.

Скорость поперечной волны определяется по формуле:

У_ш = —; М /с, (6.2)

*2

t2 - время распространения поперечной волны в образце горной по­роды, с.

Акустическое сопротивление породы - произведение плотности породы на скорость упругой волны.

Вычисляется по формуле:

Z = р х V_p; кг/м²с. (6.3)

Результаты определения акустических свойств заносятся в таблицу 4.

Акустические свойства горной породы

№ п.п.	Наименование параметров	Числовые значения	Единицы измерения
1	Скорость продольной волны		м/с
2	Скорость поперечной волны		м/с
3	Акустическое сопротивление		кг/к^с

7. Определение динамических упругих свойств горной породы

Динамические характеристики определяются по известным скоро­стям прохождения упругих волн через образец [1,2]: Динамический коэффициент Пуассона:

(0,5-(У,²/У„²)

0-(v,'/v_p>) ^{: (71)}

где V_p - скорость продольной волны. V, - скорость поперечной волны.

Динамический модуль Юнга:

[V² х р х (1 + и_Л) х (1 - 2 х и_Л )1 Е_д =^{1 р Р У Ид) V} ^хЮЛ МПа, (7.2)

где р - объемная масса породы, кг/м³; ц_д - динамический коэффициент Пуассона.

Динамический модуль сдвига:

Е_Л

К_д = „ „, МПа. (7.4)

G_d = , МПа. (7.3)

^д (2 х (1 + /i_d)) Динамический модуль всестороннего сжатия

А

(Зх(1-2^))

\

// Таблица 5 Динамические упругие свойства горной породы

№	Наименование параметров	Числовые	Единицы
П.П.		значения	измерения
1	Модуль Юнга		МПа
2	Коэффициент Пуассона		-
3	Модуль сдвига		МПа
4	Модуль всестороннего сжатия		МПа