Питання для самоконтролю

1. Поясніть суть метода критичних кутів, його значення та завдання, які вирішуються за допомогою цього методу.

2. Поясніть фізико–математичний зв’язок між швидкостями та, і показниками Е,,, які характеризують пружні властивості гірських порід.

3. Які вам відомі методи визначення швидкостей пружних хвиль?

4. Як можна виразити залежність між швидкостями іта їхніми критичними кутамита?

5. Як визначити модуль Юнга і модуль зрушення ?

6. Що ви розумієте під коефіцієнтом Пуассона?

7. Які властивості гірських порід характеризують Е, ,?

8. Які показники найбільш впливають на швидкість пружних хвиль у гірських породах?

9. Поясніть фізичну суть питомого хвильового опору, модуля пружності і коефіцієнт Пуассона?

10. Поясніть експериментально–аналітичний зв’язок залежності

Лабораторна робота №8 ( а2) Визначення динамічного модуля поздовжньої пружності і питомого хвильового опору гірських порід.

Акустичними характеристиками гірських порід є пружні хвилі двох типів – хвилі стиснення або поздовжні хвилі , і хвилі зсуву – поперечні хвилі, які в акустичних методах досліджень є незалежними постійними.

Швидкість поширення пружних хвиль, яка залежить від хімічної і структурної неоднорідності гірської породи, визначається із хвильового рівняння:

, (8.1)

де Е – динамічний модуль пружності (модуль Юнга) ;

- об’ємна маса гірської породи ;

- коефіцієнт Пуассона.

Із рівняння 8.1 знаходимо:

Е=. (8.2).

Модуль зсуву (8.3).

Питомий хвильовий опір R характеризується опірністю проходження хвилі крізь акустичне середовище (гірську породу) і може бути визначений із виразу:

, (акустичний Ом) . (8.4).

Визначивши чисельне значення пружних хвиль експериментально, можна визначити показники E ,, які характеризують пружні властивості гірських порід.

Швидкість поздовжньої хвилі виміряється методом прямого прозвучування і визначається із співвідношення:

, (8.5).

де - довжина зразка;;

- час проходження ультразвукової хвилі крізь зразок, .

Порядок виконання експерименту.

У експерименті використано метод прямого прозвучування. Випромінюючий і приймаючий датчики розташовуються з різних боків зразка, орієнтовано по його вертикальній осі.

Пружна хвиля, у вигляді пакета ультразвукового імпульсу яка проходить крізь зразок, приймається датчиком. Використаний в експерименті дефектоскоп УКВ – 1 містить пристрій для відліку часу проходження хвилі крізь зразок (рис. 8.1).

1. Підключити прилад до мережі через штепсельний роз’їм тумблером ”Мережа”.

2. Після 3-5 хвилинного прогрівання прилад готовий до роботи. Засоби керування променем «Фокус», «Зміщення» Х і Y встановити на необхідну чіткість ліній розгортки і вивести її на середину екрану електронно-променевої трубки.

3. Зразок гірської породи помістити між датчиками, забезпечивши при цьому достатню щільність контакту між поверхнями зразка і датчиків. Ручкою «Підсилення» встановити амплітуду першої напівхвилі ( по вертикалі) у межах екрану ( рис. 8.1).

Рис. 8.1.

4. Повертаючи ручку лімба «Відлік плавно», сумістити початок першої на півхвилі з початком зондуючого імпульсу. Час проходження ультразвуку крізь зразок відлічується по лімбу і ноніусу .

5. Визначити швидкість поздовжньої хвилі, що проходить крізь зразок гірської породи.

6. За даними експерименту обчислити: динамічний модуль пружності Е, модуль зсуву - , коефіцієнт Пуассонаі питомий хвильовий опір – R.

7. Усі данні експерименту і розрахунків занести до таблиці 8.1.

Таблиця 8.1

№	Показники	Позначення	Одиниці. вимір.	Зразки
				1	2	3	4
1.	Довжина зразка
2.	Час проходження ультразвуку крізь зразок	Т
3.	Швидкість поздовжньої хвилі
4.	Об’ємна масса
5.	Динамічний модуль пружності	Е
6.	Питомий хвильовий опір	R

Існує достатньо тісний зв’язок міцності гірської породи зі швидкостями пружних хвиль .

Прикладом експериментально–аналітичного зв’язку цих показників є вираз:

, (8.6.)

де - прискорення сили ваги;;

-об’ємна маса гірської породи,.

8. Визначити межу міцності гірської породи.

9. Побудувати графік залежності: