ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение упругих волн в гранулированной среде из "Звуковые и ультразвуковые волны Издание 3 " Распространение упругих волн в гранулированной среде. [c.486] Весьма интересен с акустической точки зрения вопрос о распространении упругих волн в гранулированной или зернистой среде. Такой средой является, например, песок — как сухой, так и пропитанный водой. Изучение распространения волн в этой среде имеет большое значение для общей и прикладной сейсмологии и гидроакустики. В отличие от металла, в котором отдельные кристаллические зерна определенным образом спаяны друг с другом, в процессе кристаллизации расплава, и промежутки между которыми заполнены более мелкими кристаллами и возможными окислами благодаря наличию хотя бы мельчайших примесей, песок представляет собой пористую среду. Пространство между отдельными песчинками, представляющими собой обломки кварца, обработанные в течение геологических времен морским прибоем или движением в реках, заполнено воздухом, если песок сухой, или водой, если песок находится на дне водоема или в грунте, где имеются грунтовые воды. [c.486] На рис. 294 приведены фотографии (увеличение около 50) двух типов морских песков, различающихся крупностью зерен. Следует обратить внимание на рис. 294, б, где виден контакт двух песчинок друг с другом. [c.486] Частота 30 кгц. / — песок 1 2 — песок 2. Сплошная кривая— теоретическая. [c.488] Расчет показывает ), что К можно представить в виде суммы двух членов — один из них соответствует объемному модулю зернистой среды и второй — упругости контактов зерен. При малых давлениях играет роль первый член, который для сухого песка весьма мал, вследствие чего мала и скорость распространения. При увеличении же давления основную роль начинают играть упругие контакты можно сказать, что упругая волна, если песок находится под давлением, в основном движется по мостикам, которые для нее представляют собой контакты. Упругость контактов пропорциональна кубическому корню из давления, вследспвие чего скорость распространения оказывается пропорциональной корню шестой степени из давления или глубины погружения в грунт. Основные выводы такой теории находятся в удовлетворительном согласии с экспериментальными результатами, что можно видеть из приведенных выше кривых на рис. 295. [c.489] Подобного рода теория построена также и для поперечных волн в этом случае зависимость скорости поперечных волн Споп от давления оказывается такой же, как и для волн продольных. Абсолютные значения с пои оказываются в 1,6- - 1,7 раз меньше, чем сГфод. [c.490] Что касается поглощения упругих волн в такой зернистой среде, как песок, то теоретически этот вопрос почти еще не разработан. Эксперимент показывает, что затухание оказывается пропорциональным частоте, что указывает на его гистерезисный характер. [c.490] Если песок насыщен водой, то Спрод примерно совпадает со скоростью звука в воде и равно 1500—1600 м/сек и почти не меняется с изменением давления (во всяком случае до давлений в 65 кГ/см ). Можно сказать, что в этом случае роль упругих контактов невелика и основную роль играет объемная упругость смеси песка и воды. Поперечные волны в песке, насыщенном водой, ведут себя так же, как и в сухом песке, что можно объяснить тем, что в воде они, как известно, не распространяются. [c.490] Вернуться к основной статье