ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Связь сейсмических свойств с упругими характеристиками горных пород из "Применение сейсмоакустических методов в гидрогеологии и инженерной геологии " Под упругими характеристиками среды понимают показатели, определяемые линейным законом связи между напряжениями и деформациями (законом Гука) и характеризующие особенности ее упругого (обратимого) деформирования. Упругие свойства однородной изотропной среды полностью определяются значениями модуля Юнга Е и коэффициента Пуассона ц. Для характеристики упругих свойств среды используют также модуль сдвига С, первую константу Ляме X и модуль всестороннего сжатия К. [c.42] Представление об однородной изотропной идеально упругой среде с тем или иным приближением можно распространить на горные породы. В соответствии с этим, перечисленные модули широко применяются для описания упругих свойств пород. [c.42] в механике горных пород используют понятие о модуле упругости, определяемом как коэффициент пропорциональности между величиной действующего напряжения и упругой деформацией в ходе проведения статических испытаний с помощью различных методов гидравлического сжатия, радиальных прессов, штампов, плоских доМ кратов, прессиометрии и т. д. При этом методика статических испытаний предполагает определение Е в условиях значительных напряжений действующих в одном направлении в течение длительного времени. же относится и к другим определяемым в ходе статических испытани11 модулям. [c.42] На представлениях линейной теории упругости базируется и теория распространения сейсмических волн. В отличие от статических испы--ганий, при распространении упругих волн возникают малые знакопеременные кратковременные напряжения. Данное обстоятельство обус-довливает отличие динамических модулей упругости, определяемых с помощью упругих волн, от статических. [c.43] Указанное различие для однородных изотропных упругих сред складывается из различия термодинамических условий деформирования (если при динамических нагрузках процесс протекает адиабатически, то при статических-изотермически), нелинейной упругости материала и, следовательно,-зависимости упругих свойств среды от действующих напряжений. [c.43] Перечисленные формулы обычно используются для определения динамических модулей упругости пород по данным сейсмоакустических измерений. [c.43] Как показывают теоретические расчеты, выполненные в предположении о том, что различие Е и Е обусловлено главным образом проявлением деформации упругого последействия [36], величина Е является функцией семи аргументов vJvp, 0 , %/%,/, р1п(1/Тр), где Тр-время релаксации напряжений. Из перечисленных аргументов лишь величина 1п(1/Тр) является неопределенной и не может быть найдена по данным сейсмоакустических измерений. Отсутствие и других надежных способов определения 1п(1/Гр), а также сравнительно невысокая точность оценок 0р и 08 не позволяют в настоящее время использовать расчетный метод для определения Е по данным сейсмоакустических исследований. Поэтому на практике обычно используют прямые связи вида Е, =f vp), Е =f(vs), Е, =/( ) и т.д. [c.45] При соблюдении равной масштабности и идентичности направления действующих сил при сейсмоакустических измерениях и статических испытаниях указанные связи обладают высоким коэффициентом корреляции, особенно для скальных пород. [c.45] График этой зависимости с нанесенными экспериментальными данными приведен на рис. 14. [c.45] Согласующаяся с этим графиком теоретическая зависимость EJE = =/(Е ), построенная на основе изучения реологической модели среды [54] на фоне значений, полученных по измерениям Е и Е различными авторами для разных скальных пород приведен на рис. 15. [c.45] Как видно из рисунка, чем больше по своим свойствам породы приближаются к идеально упругим средам, тем меньшая разница наблюдается в значениях Е и Е , Отношение EJE можно считать показателем реологических свойств данной пЬроды. [c.45] Тесная связь между Е и наблюдается и для мерзлых песчаноглинистых грунтов. Независимо от их состава и температуры она выражается единой эмпирической формулой Е = 0,6 + 0,16 д + 0,01 д при коэффициенте корреляции 0,96 (Е и Е выражены здесь в ГПа) [15]. [c.45] Для рыхлых пород в талом состоянии связь между Е и Е становится значительно менее тесной. [c.45] Вернуться к основной статье