Студопедия — Скорость упругих волн и упругие модули осадочных пород
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Скорость упругих волн и упругие модули осадочных пород






Осадочные горный породы характеризуются диапазоном изменения скорости распространения волн от 0,38 км/с в глинах и сухих суглинках, залегающих вблизи поверхности земли, до 6,5 км/с в известняках (глубина около 1 км).

Скорость в однородных по составу породах повышается с глубиной из-за роста давления, действие которого приводит к уменьшению пористости и увеличению упругости их твердого скелета

Зависимость скорости от глубины выражается формулами:

, ; (4.12)

или экспоненциальной зависимостью

, (4.13)

где k – коэффициент;

;  величина, связанная с вертикальным градиентом скорости dv/dZ:

(4.14)

Численные значения коэффициентов в формулах определяются по данным акустического и ультразвукового каротажа скважин.

До глубины 5 км, которой соответствует увеличение давления примерно до 130 МПа, характерно быстрое разрастание скоростей распространения волн как в осадочных, так и в изверженных породах, но в осадочных она увеличивается быстрее, чем в изверженных. По-видимому, горная порода при относительно малых давлениях (до 10 МПа) имеет свойства упругой среды благодаря уменьшению пористости и закрытию трещин. При больших давлениях модуль Юнга растет быстрее, чем плотность, скорость продолжает повышаться, но гораздо медленнее.

Поскольку с пористостью тесно связана величина удельного сопротивления, то между скоростью и удельным сопротивлением существуют эмпирические зависимости вида

, (4.15)

где к – кажущееся удельное сопротивление;

а =1948;

;=1/6.

Осадочные породы отличаются значительной анизотропией скоростей; для пород с глинистыми прослоями коэффициент анизотропии может достигать 1,21,3.

Экспериментальные работы показали, что на скорость распространения волн в осадочных породах больше влияют изменения пористости, плотности и состав заполнения порового пространства, чем состав минерального скелета.

 

30. Скорость упругих волн и упругие модули
магматических и метаморфических породы

Скорости распространения волн в главных породообразующих минералах кислых пород характеризуются довольно высокими значениями. Например, в микроклине, ортоклазе, кварце и пла­гиоклазах (альбите и олигоклазе) vp= 6,245,7 км/с, а vs= 4,113,07 км/с. Биотит отличается низкими для этой группы породообразующих минералов скоростями: vp =5,13 км/с, vs =2,98 км/с.

В породообразующих минералах основных пород (роговая обманка, пироксен) vp =7,01–7,8 км/с, vs= 3,99–4,39 км/с. Большое влияние на величину скорости оказывает свойство минералов кристаллизоваться в различных формах и изменять кристаллическое строение под воздействием термодинамических условий: породы с более компактными кристаллическими структурами характеризуются более высокой скоростью волн и плотностью.

Скоростные характеристики минералов метаморфических пород изучены слабо.

Магматические и метаморфические породы имеют небольшую пористость, но она достаточно сильно сказывается на скорости. Скорости продольных волн в перидотите (6,0–7,3 км/с), диорите и граните (3,9–5,3 км/с) в значительной степени зависят от коэффициента водонасыщения образца.

В водонасыщенных магматических и метаморфических породах скорости волн более высокие, чем в газонасыщенных. Породы кислого состава характеризуются наибольшими изменениями скорости (0,5–2,0 км/с), породы основного и ультраосновного состава – наименьшими изменениями скорости (0,1–1,0 км/с) вследствие вытеснения газа из порового пространства и замещения его водой. Особенно большое значение имеют трещиноватость и раздробленность пород, приводящие к резкому уменьшению скорости.

Исследование коэффициента анизотропии показало, что для гранитов с гнейсовидной структурой скорости распространения волн вдоль напластования и перпендикулярно к нему различаются почти на 1 км/с, в то время как у гранитов с массивной структурой – от 0,05 до 0,6 км/с.

Скорости распространения волн в магматических породах за­висят в значительной степени от основности пород, увеличиваясь вместе с ней. В гранитах v =5,1–6,0 км/с, в диоритах 5,3–6,5 км/с, в габбро 6,1–7,4 км/с, в неизмененных гипербазитах 7,8–8,7 км/с. Для метаморфических пород характерна зависимость скорости волн от степени метаморфизма.

Магматическим и метаморфическим породам свойственна сильная корреляционная зависимость скорости от плотности. При плотности от 2,5 до 3,0 г/см3, характерной для большей части кристаллических пород, скорость почти линейно зависит от плотности, увеличиваясь на 0,25 км/с с повышением плотности на 0,1 г/см3.

В ультраосновных породах скорость, так же как магнитная восприимчивость и плотность, зависит от характера и степени их изменения и колеблется от 3,9 до 8,1 км/с.

 







Дата добавления: 2015-03-11; просмотров: 2077. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Кран машиниста усл. № 394 – назначение и устройство Кран машиниста условный номер 394 предназначен для управления тормозами поезда...

Приложение Г: Особенности заполнение справки формы ву-45   После выполнения полного опробования тормозов, а так же после сокращенного, если предварительно на станции было произведено полное опробование тормозов состава от стационарной установки с автоматической регистрацией параметров или без...

Измерение следующих дефектов: ползун, выщербина, неравномерный прокат, равномерный прокат, кольцевая выработка, откол обода колеса, тонкий гребень, протёртость средней части оси Величину проката определяют с помощью вертикального движка 2 сухаря 3 шаблона 1 по кругу катания...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия