Акустични свойства - статии
АКУСТИЧНИ СВОЙСТВА на скалите (a. acoustic properties of rock; n. akustische Eigenschäften von Gesteinen; f. proprietes acoustiques des roches; i. propiedades acusticas de las rocas) - определят характера на разпространението на еластичните вълни в скалите.
Необратимите загуби на енергия по време на разпространението на еластични вълни са свързани с акустичното поглъщане на скалите, главно поради вътрешно триене и топлопроводимост. В различни честотни диапазони приносът на тези механизми към общото поглъщане не е еднакъв, тъй като техните параметри зависят от честотата на вълната. Акустичната абсорбция е една от причините за дисперсията на скоростите на еластичните вълни и изкривяването на импулсните сигнали, разпространяващи се в скалите.Степента на затихване на трептенията се оценява с помощта на коефициента на загуба g или фактора на качеството Q. Промяната в амплитудата на вълната по време на разпространение в скалите определя коефициента на затихване a m -1 - реципрочната стойност на разстоянието, на което амплитудата на вълната намалява s с 2,718 пъти.
Към основните показатели на акустичните свойства се отнася и скоростта на разпространение на еластичните (надлъжни, напречни и повърхностни) вълни. Скоростта на разпространение на надлъжните вълни е приблизително 1,7-1,9 пъти по-голяма от тази на напречните вълни и 2 пъти по-голяма от тази на повърхностните вълни.
Акустичните свойства са тясно свързани с физичните и механичните свойства, термодинамичното състояние и структурните характеристики на средата. Например, за скалите коефициентът на затихване е приблизително пропорционален на първата степен на честотата, за насипните скали той е пропорционален на нейния квадрат. Скоростите на разпространение на еластичните вълни се увеличават с увеличаване на модулите на еластичност и плътност на скалите и налягане (дълбочина на поява); коефициентът на затихване намалява с дълбочината. Акустичните свойства също зависят оттемпература: когато се повишава, скоростта на еластичните вълни намалява и коефициентът на затихване се увеличава.
В практиката на минното дело се използват резонансни (според собствената честота на вибрациите на пробата) и импулсни (с използване на периодичен импулсен експлозив или ударен източник на еластични вибрации) методи за измерване на характеристиките на акустичните свойства.
Коефициент на затихване: за ненарушени скали в честотния диапазон 1-100 Hz е 10 -6 -10 -3 m -1 , за честоти 1-10 kHz - 5•10 -2 -1m -1 ; за насипни скали в диапазона 1-100 Hz - 10 -2 -10 -1 m -1. Скорости на разпространение на надлъжни вълни за магмени скали (гранит, диабаз, габро) 4500-6800 m/s, метаморфни (кристални шисти) 4000-5600, седиментни (варовик, доломити) 3200-5500, в почви 300-1900 m/s.
Акустичните свойства се изследват за определяне на еластичните, якостни и вископластични характеристики на скалите при изследване на геоложката структура, оценка на напрегнатото състояние и напукване на масива, ефективността на ударно или експлозивно въздействие върху скалите, при избора на звукоизолиращи материали от естествен камък.