Модуль4(зм4л) ВолновыеирадиационныесвойствагорныхпородТема10.Акустическиесвойствагорныхпород

ет);

Почастотеупругиеволныподразделяютсяна:

инфразвуковые-частотаколебанийдо20Гц(человекихнеслышит);звуковые- 20-20000Гц;

ультразвуковыеболее20000Гц(человекорганомслухаихневоспринима-

гиперзвуковые-более10^10Гц.

Волнынизкойчастоты,распространяющиесяпопородамземнойкоры,по-лучилиназваниесейсмическихволн.

Деформацииобъемногопеременногосжатияирастяженияобуславливаютраспространениеввеществеупругихпродольныхколебаний.

Продольныеволныраспространяютсявлюбойсреде-газах,жидкостяхитвердыхтелах,таккаквсевеществаобладаютсопротивлениемобъемномусжа-тию.

Звуковыеявленияобязаныпродольнымволнам.

Второйтипволи,обусловленныйраспространениемпеременныхдеформа-

ций

сдвигавсреде,получилназвание

поперечныхволн.Поперечныеволны

присущитолькотвердымтелам,ибовжидкостяхигазахотсутствуетсопро-тивлениесдвигу.

Третийтипволнобусловлентем,чточастицыгорнойпороды,находящиесянаповерхности,испытываютособоесостояние,таккаквстречаютменьшеесо-противлениесвоимперемещениямвсторонусвободнойповерхности.Врезуль-татенасвободнойповерхностипородывозникаетплоскаяповерхностная(рылеевская)волна.Поверхностныеволны присущитолькотвердымтелам.

Характерраспространенияупругихколебанийвгорныхпородахопределя-етсяакустическимипараметрамипород.Книмотносятся:

• скоростираспространенияупругихволн;

• коэффициентыпоглощения,отражения ипреломленияупругихволн;

• волновоесопротивление.

Скоростираспространенияупругихволнвнеограниченнойупругойсредеможноопределить поформулам,выведеннымизволновыхуравнений.

Такскоростьпродольнойволнывмассиве:

_{V } E_ 1

^p  (1)(12)

Скоростьраспространенияпоперечнойволны

V_S

E_ 1 _ G

 2(1) 

Скоростьповерхностнойволныможетбытьвыраженачерезскоростьпо-перечнойволны:

V_L0,92V_S

Приэтомвсегданаблюдаетсяследующее соотношениескоростей:

V_PV_S

V_L

Скоростьраспространенияупругойпродольнойволнывтонкойпла-стинепороды

V

_P E

^P (1)²

Скоростьраспространенияупругойволнывтонкомстержнепороды

V



_c E

P _

Такимобразом,скоростьраспространенияупругихволнвгорныхпоро-дахопределяетсяихупругимисвойствамииплотностью.

Онапрактическинезависитот

частотыволн,чтопозволяетиспользовать

дляисследований волныслюбыми частотамиколебаний.

ОтношениескоростипродольныхволнкскоростипоперечныхявляетсяфункциейтолькокоэффициентаПуассонапороды

V_P

V_S

_21

12

Поэтомуэтоотношениеможетслужитьупругойхарактеристикой породы.

Коэффициентпоглощенияупругихколебанийзависитотсвойствпороды(упругих,тепловых,коэффициентавнутреннеготрения)иотчастотыколеба-ний.

Врасчетахчастоиспользуетсяпроизведениеплотностипородынаскоростьраспространенияупругойволнывней.Этотпоказательноситназваниеудель-ноговолновогосопротивления(удельныйакустическийимпеданс)

Z_0V