Зависимость k/g, модуля объемного сжатия k и модуля сдвига g, определенных динамическим методом, от всестороннего давления на горные породы и плексиглас
Таблица 2
|
Всестороннее давление, кг/см2 |
||||||
Испытуемые материалы
|
1 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
(K/G)*1000 K/G*1 |
Диабаз Базальт Гранит Известняк Плексиглас |
1,50 1,42 1,04 1,85 2,49 |
1,53 1,52 1,08 2,16 2,56 |
1,58 1,59 1,22 2,24 2,57 |
1,60 1,64 1,30 2,28 2,58 |
1,64 1,64 1,39 2,29 2,61 |
1,64 1,67 1,42 2,37 2,64 |
1,09 1,18 1,36 1,28 1,06
|
Из таблицы следует, что отношение К/G увеличивается с повышением всестороннего давления. Это согласуется с данными сейсмических наблюдений. М.П. Воларовичем и Фан Вейцином (1962) были изучены упругие свойства горных пород (диабаза, базальта, гранита и известняка) при высоких всесторонних (объемных) давлениях до 1000 кГ/см2различными статическими и динамическими методами. Исследование показало, что все упругие параметры горных пород, определенные статическими и динамическими методами, непрерывно увеличиваются с повышением давления. Причем изменение упругих параметров горных пород в случае применения статических методов происходит больше, чем при использовании динамических методов.
С повышением температуры пород модуль Юнга для изученных М.П. Воларовичем пород: гранитов, габбро, диорита, лабрадорита, базальта, мрамора и низкопористого известняка — непрерывно уменьшается. Например, он уменьшается в 6 раз при увеличении температуры гранита до 600° С, причем при дальнейшем увеличении он остается почти постоянным.
Плотность магматических пород тем выше, чем меньше они содержат кремнекислоты. Модули Юнга, сдвига и всестороннего (объемного) сжатия для основных магматических пород обычно имеют более высокие значения, чем для кислых пород ( таблица 3 ).
Скорость распространения упругих волн в осадочных породах зависит от литологического состава, физических свойств фаз, составляющих породы, глубины залегания и возраста, температуры и степени метаморфизма пород.
Каждый тип горных пород (осадочные, магматические, метаморфические) характеризуется известными пределами изменения скоростей прохождения в них упругих волн. Скорость распространения упругих волн в горных породах в лаборатории определяют при помощи ультразвукового сейсмоскопа; приближенное представление получают путем вычисления коэффициента отскока при помощи склероскопа. Между коэффициентом отскока е и скоростью распространения упругих волн v для осадочных пород существует определенная связь ε = 0,023 v2+ 0,388. Коэффициент отскока для осадочных пород изменяется от 0,3 до 0,9.