УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ».

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ГЕОЭКОЛОГИИ И ПРИКЛАДНОЙ ГЕОХИМИИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

НА ТЕМУ: «ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ».

Выполнили:

студенты 3 курса 7 группы

Герельчук А.

Прокопенко Д.

Саперов В.

Проверил:

проф. Фоменко Н.Е.

 

г. Ростов-на-Дону

 

Цель работы:

Изучение теоретических основ и методики измерения скорости распространения упругих колебаний импульсным методом. Производство метрологического контроля прибора и лабораторных измерений на образцах горных пород.

Материалы и принадлежности:

Ультразвуковой сейсмоскоп; кернодержатель; линейка; смазывающее вещество; эталоны; образцы горных пород; калькулятор.

 

Порядок выполнения работы:

· Устройство и порядок работы на ультразвуковом сейсмоскопе.

· Метрологический контроль прибора.

· Измерение скорости распространения упругих волн на образцах.

· Формулирование выводов.

 

· Устройство и порядок работы на ультразвуковом сейсмоскопе.

 

При геофизических исследованиях упругие свойства горных пород измеряются двумя основными методами: статистическим и динамическим.

Наиболее широко применяют динамический. Разработаны разнообразные способы измерения скорости; наиболее распространен импульсивный способ. Измерение скорости (V), сводится к определению времени (t) прохождения ультразвуковых импульсов через образцы определенной длинны (l).

Измерение упругих свойств на образцах в лабораторных условиях позволяет получить высокую точность в определениях физического параметра. Для надежной оценки упругих параметров породы в каждой точке опробывания в пределах обнажения должно быть отобрано не менее двух – трех образцов. Скорость измеряют, используя переносные ультразвуковые приборы.

Работа измерительных приборов контролируется с помощью специальных эталонов, размеры которых и скорость распространения упругих волн определены.

 

Типовая блок-схема импульсного ультразвукового прибора для определения скорости распределения упругих волн в образцах горных пород приведена на рис.1

Рис.1. Типовая схема импульсного ультразвукового прибора

 

Согласно этой схеме от генератора возбуждающих импульсов на пьезоэлектрический излучатель, плотно прижатый к образцу породы, подаются импульсы высокого напряжения. Одновременно на приемноосциллографический индикатор приходит импульс (момент излучения), сигнализирующий поступление напряжения на пьезоэлектрический излучатель. Общая картина процесса наблюдается на экране электронно-лучевого излучателя. Время (t) отсчитывается по маркам времени между моментами излучения и первым вступлением.

Из отечественных приборов для измерения скорости наибольшее применение получили ультразвуковые сейсмоскопы УК – 10 ПМС.

 

· Метрологический контроль прибора

 

Для метрологического контроля используем имеющиеся в комплекте прибора эталоны

Результаты измерений заносим в Таблицу 1.

Таблица 1

Результаты измерения скорости распространения упругих волн

на эталонных образцах

№	Наименование эталона	Размеры эталона (d, l) мм	V этал, м/с	Vi, м/с	Δ Viсред (*) .	Δ Vi / Vi
	Оргстекло МД19-01	d=50 l=60		2442,4	42,4	0,08
	Сталь	d=50 l=60		4974,8	25,2	0,005
	Кварцевое стекло	d=50 l=70		1301,6	1,6	0,001
	Кирпич	l=60		2467,6	32,4	0,01

 

*⁾ пятикратные эталонные измерения

Название
Оргстекло
Сталь
Кварц
Кирпич

 

Для вычисления погрешности используем формулу:

Вычислениями получаем:

Таким образом, средняя погрешность ε _V = 2,4%. При наибольшей метрологической погрешности _Δ Vi = 42,4 м\с.

 

Следовательно, прибор соответствует нормативным нормам и его можно использовать для измерений.

 

· Измерение скорости распространения упругих волн