10.Акустичні властивості гірських порід та їх визначення

Акустичні властивості гірської породи - властивості, щохарактеризують проходження через породу пружних коливань: інфразвукових, звукових та ультразвукових хвиль.

Акустична жорсткість гірських порід - властивість породи передавати звукові коливання. Залежить від структурних особливостей гірських порід та їх мінерального складу. Визначається як добуток густини гірської породи на швидкість розповсюдження в ній поздовжніх пружних хвиль. [кг/м²·с].

Визначають умови розповсюдження в гірських породах пружних коливань. Вони характеризуються швидкістю розповсюдження пружних хвиль v, акустичним опором Q і коефіцієнтом поглинання α.

Серед різних пружних коливань в твердих тілах найбільший інтерес становлять поздовжні, поперечні і поверхневі (релеєвські) хвилі. В поздовжніх хвилях напрям коливання частинок породи співпадає з напрямом розповсюдження хвилі; в поперечних напрям коливання частин перпендикулярно до напряму розповсюдження хвилі. Поверхневі хвилі – цеколивання поверхні середовища (поверхні зразка гірської породи).

Співвідношення між швидкостями поздовжніхv_P, поперечнихv_S і поверхневихv_R пружних хвиль характеризується такою нерівністю:

v_Р >v_S >v_R (23)

Швидкості розповсюдження пружних хвиль визначаються густиною і показниками пружностісередовища. Густинахарактеризуємасу, щозміщується, показникипружності – сили, котрівиникаютьіззміщеннямчастин, якіколиваються.

Твір щільності породи на швидкість відповідної хвилі називають акустичним опором або акустичноїжорсткістю, вонохарактеризуєвпливвластивостейсередовища на інтенсивність (частоту) коливань в цьомусередовищі, яка, крім того, визначаєтьсяще параметрами збудникаколивань. 

11. Властивості гірських порід, які виникають при дії теплового поля

Виділяють два види впливу теплового поля:

Перший вид пов'язаний з виникаючими в породах термічними напруженнями через нерівномірність теплового розширення мінералів, другий обумовлений різними фізичними та термомеханічними перетвореннями мінералів породи при нагріванні. Термохім. і фіз. перетворення в ГП: висушування порід, плавлення, отвердіння, випаровування, сублімація, поліморфні перетворення (зміна кристалічної решітки), дегідратація (видалення хім. зв'язаної води з мінералів і ГП), дисоціація (руйнування мінералу з виділенням газоподібної фази), окислювально-відновні процеси . Всі параметри порід, що характеризують їх пластичність, повзучість, релаксацію напруг, з підвищенням температури збільшуються. В'язкість порід зменшується з нагріванням. Вплив негативних температур має протилежний нагріванню характер. Зниження температури викликає в більшості випадків підвищення міцності ГП, модулів пружності, твердості, фортеці, зниження пластичності і реологічних характеристик. Ефект розміцненності ГП після нагрівання або глибокого охолодження посилюється при швидкій динамічній дії, пов'язано з більшою неоднорідністю теплового поля в породі, що приводить до підвищення в ній термонапруження.