Акустичні властивості гірських порід
Розгляд закономірностей розповсюдження пружних коливань в гірських породах, типи хвиль. Залежність розповсюдження пружних коливань від внутрішніх і внутрішньо-зовнішніх чинників. Контроль стану масиву гірських порід за допомогою акустичних параметрів.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | лекция |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.07.2017 |
| Размер файла | 61,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекція
Акустичні властивості гірських порід
Акустика - наука про хвильові процеси, які виникають в результаті дії механічних полів.
Закономірності розповсюдження пружних коливань в гірських породах.
Якщо до ділянки породи обмежених розмірів миттєво прикласти навантаження (удар), що викликає, напруження, які не перевищують межу пружності то ця ділянка випробовуватиме деформацію тобто зсув частинок по напряму діючої сили. З огляду на те, що частинки породи жорстко зв'язані між собою, деформація однієї частинки викликає зсув інших, більш видалених.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Відбувається розповсюдження пружної деформації з певною швидкістю. Маси елементарного об'єму множені на його прискорення F = ма, згідно другому закону Ньютона, рівно сумі всіх сил діючих на цей об'єм
- зсув частинок гірської породи
- час
- густина породи.
Суму всіх сил уздовж будь-якої осі координат можна виразити як суму, всіх елементарних напружень, помножених на відповідну площу на яку вони діють. Якщо прийняти, що нормальна сила діє тільки уздовж осі х, а зразок породи є тонким довгим стрижнем, так що дотичні напруження відсутні, то
після перетворень отримаємо:
Для переходу до деформацій скористаємося рівнянням закону Гука
Підставивши в рівняння другий закон Ньютона отримаємо
хвильове рівняння за відсутності втрат енергії отримаємо рівняння в одновимірному записі (на площині)
Скориставшись оператором Лапласа (який відбиває зміну величин по трьом взаємо перпендикулярним напрямам) запишемо об'ємне рівняння розповсюдження пружної деформації.
Типи хвиль.
Під дією механічних сил в гірських породах мають місце законозмінні деформації, які можуть викликати пружні хвилі:
- подовжні (знакозмінні деформації, стиснення - розтягування)
- поперечні - деформації зсуву
- поверхневі - на межі розділу 2-х середовищ.
- ударно - повітряні - розповсюдження в повітрі
- сейсмічні - в результаті землетрусів, вибухових дій.
По частоті коливань пружні хвилі підрозділяються на :
- інфразвукові - частота коливань до 20 гц.
- Звукові 20-20000 гц.
- Ультразвукові більше 20000 гц.
- Гіперзвукові більше 10 гц.
Залежність розповсюдження пружних коливань від внутрішніх і внутрішньо-зовнішніх чинників.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Швидкість подовжніх хвиль зростає із збільшенням модуля Юнга і коефіцієнта Пуассона. На швидкість розповсюдження пружних хвиль великий вплив надає мінеральний склад і будову гірських порід.
В пористих породах разом із зменшенням модуля Юнга зменшується і швидкість пружних хвиль.
Найбільша має місце в твердих породах (граней і т.д.).
Зовнішні чинники
На швидкість розповсюдження пружних хвиль істотно впливає зовнішній тиск.
Із збільшенням зовнішнього тиску швидкість пружних хвиль зростає, це відбувається завдяки закриттю порових просторів, що веде до збільшення густини швидкості.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1 - пісковик
2 - сієніт
3 - доломіт
4 - метаморфічний сланець
5 - базальт
6 - габбро.
На розповсюдження пружних хвиль робить вплив температура. В більшості випадків швидкість подовжньої хвилі зменшується, а коефіцієнт поглинання збільшується. З пониженням температури вологих порід спостерігається стрибкоподібне зростання швидкості при переході в область негативних температур.
В мерзлих породах відбувається різке збільшення швидкості поперечних хвиль.
пружний коливання гірський акустичний
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вологість приводить до зміни швидкостей пружних хвиль.
Зважаючи на, що швидкість звуку у воді в 5 разів більше, ніж в повітрі, насичення скельних порід водою, приводить до збільшення швидкості подовжніх хвиль. Проте навіть у максимально-насичених водою порід швидкість хвиль буде нижчою швидкості в малопорових породах, тому що менше швидкості звуку в мінеральному скелеті.
Використовування акустичних властивостей гірських порід.
Акустичні властивості використовуються для вирішення 2-х основних задач.
1. отримання інформації про властивості гірських порід.
2. активної дії на гірські породи.
За допомогою акустичних параметрів можна визначити пружні показники гірських порід
За допомогою акустичних параметрів можна здійснювати контроль стану масиву гірських порід.
Розрізняють три випадки.
1. Якщо співвідношення між та змінюється від
масив гірської породи стійкий.
2. Якщо до 7.0 - не стійкий
3. Якщо - масив повністю розпушених порід.
Активна дія на гірські породи.
1. Дія на гірські породи з метою їх руйнування.
а) коливаннями низької частоти.
б) пружні коливання звукової частоти здатні викликати розрідження вологих глинистих порід.
3. За допомогою ультразвуку можна істотно скоротити час провітрювання гірських вироблень від пилу.
Впливаючи на тонкозернистий пил, він сприяє підвищенню частоти їх коливань, що приводить до зштовхування частинок, збільшенню їх в об'ємі і прискоренню їх осадження.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розкривні роботи, видалення гірських порід. Розтин родовища корисної копалини. Особливості рудних родовищ. Визначальні елементи траншеї. Руйнування гірських порід, буро-вибухові роботи. Основні методи вибухових робіт. Способи буріння: обертальне; ударне.
реферат [17,1 K], добавлен 15.04.2011Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
курсовая работа [199,9 K], добавлен 21.06.2014Різновиди води в гірських породах, оцінка її стану та основні властивості. Класифікації підземних вод за критерієм умов їх формування та розповсюдження. Методика та головні етапи розрахунку притоку підземних вод до досконалого артезіанського колодязя.
контрольная работа [15,4 K], добавлен 13.11.2010Геометризація розривних порушень. Відомості про диз’юнктиви, їх геометричні параметри та класифікація. Елементи зміщень та їх ознаки. Гірничо-геометричні розрахунки в процесі проектування виробок. Геометризація тріщинуватості масиву гірських порід.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 19.09.2012Особливості розробки кар’єру з річною продуктивністю 1206 тис. м3 в умовах Малинського каменедробильного заводу. Проектування розкривного уступу по м’яких породах та уступів по корисній копалині. Вибір обладнання та технології видобутку гірських порід.
курсовая работа [885,0 K], добавлен 25.01.2014Ізотопні методи датування абсолютного віку гірських порід та геологічних тіл за співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів. Поняття біостратиграфії, альпійських геотектонічних циклів та Гондвани - гіпотетичного материку у Південній півкулі.
реферат [30,8 K], добавлен 14.01.2011Характеристика Скелеватського родовища залізистих кварцитів Південного гірничо-збагачувального комбінату, їх геологічна будова. Початковий стан гірничих робіт. Підготовка гірських порід до виїмки. Організація буропідривних робіт. Техніка безпеки.
курсовая работа [40,6 K], добавлен 16.03.2014Виникнення історичної геології як наукового напряму. Методи встановлення абсолютного та відносного віку гірських порід. Методи ядерної геохронології. Історія сучасних континентів у карбоні. Найбільш значущі для стратиграфії брахіоподи, гоніатіти, корали.
курс лекций [86,2 K], добавлен 01.04.2011Загальна характеристика геофізичних методів розвідки, дослідження будови земної кори з метою пошуків і розвідки корисних копалин. Технологія буріння ручними способами, призначення та основні елементи інструменту: долото для відбору гірських порід (керна).
контрольная работа [25,8 K], добавлен 08.04.2011Геологічна характеристика району та родовища. Основні комплекси гірських порід. Одноковшева мехлопата ЕКГ-5А. Екскаваторні (виїмково-навантажувальні) роботи. Внутрішньокар’єрний транспорт. Відвалоутворення, проходка траншей, розкриття родовища, дренаж.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.06.2015Геологічна та гірничотехнічна характеристика родовища. Підготовка гірських порід до виймання. Розкриття родовища відкритим способом. Система розробки та структура комплексної механізації робіт. Робота кар'єрного транспорту. Особливості відвалоутворення.
курсовая работа [136,1 K], добавлен 23.06.2011Практичне використання понять "магнітний уклон" і "магнітне відхилення". Хімічні елементи в складі земної кори. Виникнення метаморфічних гірських порід. Формування рельєфу Землі, зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 15.06.2011Геологічна будова та історія вивченості району робіт. Якісні і технологічні характеристики та петрографічний опис гірських порід, гірничотехнічні умови експлуатації. Попутні корисні копалини і цінні компоненти і результати фізико-механічних досліджень.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 07.09.2010Побудова повздовжнього геологічного перерізу гірничого масиву. Фізико-механічні властивості порід та їх структура. Розрахунок стійкості породних оголень. Характеристика кріплення, засоби боротьби з гірничим тиском. Розрахунок міцності гірничого масиву.
курсовая работа [268,9 K], добавлен 23.10.2014Коротка горно-геологічна характеристика шахтного поля. Розкритя шахтного поля. Розрахунок співвідношення між очисними і підготовчими роботами. Недоліки стовпової системи розробки. Провітрювання лави і контроль за змістом метану в гірських виробленнях.
курсовая работа [609,8 K], добавлен 24.08.2014Вибір засобу виймання порід й прохідницького обладнання. Навантаження гірничої маси. Розрахунок металевого аркового податливого кріплення за зміщенням порід. Визначення змінної швидкості проведення виробки прохідницьким комбайном збирального типу.
курсовая работа [347,5 K], добавлен 19.01.2014Геологічна та гірничотехнічна характеристика родовища. Об’єм гірської маси в контурах кар’єра. Запаси корисної копалини. Річна продуктивність підприємства по розкривним породам. Розрахунок висоти уступів та підбір екскаваторів. Об'єм гірських виробок.
курсовая работа [956,4 K], добавлен 23.06.2011Грунтово-географічне районування. Особливості формування ґрунтового покриву Карпат. Буроземний та дерновий тип грунтотворення. Формування водного режиму ґрунтів та підґрунтового стоку в гірських умовах. Заходи для захисту ґрунтів у досліджуваному районі.
контрольная работа [21,0 K], добавлен 14.04.2016Магматизм і магматичні гірські породи. Інтрузивні та ефузивні магматичні породи. Використання у господарстві. Класифікація магматичних порід. Ефузивний магматизм або вулканізм. Різниця між ефузивними і інтрузивними породами. Основне застосування габро.
реферат [20,0 K], добавлен 23.11.2014Мінерало-петрографічні особливості руд і порід п’ятого сланцевого горизонту Інгулецького родовища як потенціальної залізорудної сировини; геологічні умови. Розвідка залізистих кварцитів родовища у межах профілей. Кошторис для інженерно-геологічних робіт.
дипломная работа [131,9 K], добавлен 14.05.2012
