13.3 Вказівки щодо підготовки до заняття
До лабораторної роботи необхідно мати наступну апаратуру, обладнання та матеріали:
- прилад ультразвуковий УК-10ПМ, або інший для вимірювання часу поширення пружних хвиль з діапазоном виміру від 4 до 50 мкс;
- зразки гірських порід циліндричної форми;
- фільтрувальний папір;
- штангенциркуль.
13.4 Порядок проведення роботи
Швидкість поширення пружних ультразвукових хвиль у зразку гірської породи визначається шляхом вимірювання дійсного часу розповсюдження ультразвукових коливань через зразок та його довжини за формулою (13.8).
Довжина ультразвукової хвилі λ вимірюється по картинці, що спостерігається на екрані осцилографа для кожного взірця породи.
Довжина L і радіус R зразків гірських порід вимірюються за допомогою штангенциркуля.
13.5 Аналіз результатів роботи, висновки
Результати вимірювань і розрахунків записуються у таблицю 13.2
Таблиця 13.2 - Резльтати визначення швидкості поширення ультразвукових хвиль у зразках гірських порід
Номер зразка |
Порода |
L, м |
R, м |
R/λ
|
T, мкс |
Tд, мкс |
Vр, м/c |
Похи-бка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Похибки. Систематична похибка ультразвукового приладу Tпр визначається шляхом вимірювання часу розповсюдження ультразвукових коливань через два стандартних зразка та розвязуванням системи рівнянь (13.9):
(13.9)
де T1, T2, T3 - виміряний час у першому, другому та складовому стандартних взірцях; T1д, T2д - дійсний час розповсюдження ультразвукових коливань через стандартні зразки.
Найбільша відносна метрологічна похибка визначається за формулою:
.
(13.10)
Ця похибка буде тим більша, чим менша довжина взірця і більша швидкість. Рекомендується вибирати довжину взірця в 3-4 раза більшу від довжини хвилі λ.
У звіті наводяться короткі відомості про пружні властивості гірських порід.
За результатами вимірів оформляється таблиця 10.1 та наводиться короткий висновок про роботу.
13.6 Контрольні запитання
13.6.1 Перерахуйте пружні параметри гірських порід і в яких одиницях вони вимірюються?
13.6.2 Від яких факторів залежать пружні коефіцієнти і швидкість розповсюдження хвиль в гірських породах?
13.6.3 Які породи і чому мають максимальні і мінімальні значення швидкості розповсюдження пружніх хвиль?
13.6.4 Охарактеризуйте зв’язок між швидкістю розпвсюдження пружніх хвиль і пористістю, і вкажіть для яких задач можна його використати.
13.6.5 Охарактеризуйте пружні деформації і параметри, що їх визначають.
13.6.6 Охарактеризуйте пружні властивості порід із багатофазною будовою.
13.6.7 Що таке модуль Юнга та коефіцієнт Пуассона?