Повышение информативности акустополяризационного метода определения упругих характеристик горных пород

Размещено на http://www.allbest.ru/

Специальности: 01.04.06. - «акустика»;

05.11.13. - «методы и приборы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий».

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПОВЫШЕНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ АКУСТОПОЛЯРИЗАЦИОННОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ

Ковалевский М.В.

Санкт-Петербург-2002

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Яковлев Л.А.

Научный консультант - доктор технических наук Горбацевич Ф.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сидоренко В.М.

кандидат физико-математических наук, стар. н. сотрудник Богданов В.Н.

Ведущая организация - Горный институт Кольского Научного Центра РАН

Защита диссертации состоится «_»_2002 г. в час.

на заседании диссертационного совета Д 212.238.06 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5. Юлдашев З.М.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «_»_2002 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Физическая анизотропия играет очень большую роль в природе. Наиболее полно ее значение и особенности проявились при изучении минералов. Теория упругой анизотропии сред, а также методы определения внутренней упругой анизотропии основательно описаны в трудах А.Лява, В.Фойгта, Дж.Ная, Ф.И.Федорова, Г.И.Петрашеня и других. Однако недостатком этих методов является то, что разработанные методы не обладают необходимой общностью их применения. Во всех основных метода контроля свойств, основанных на измерении скорости распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) считается заранее известной ориентация элементов симметрии исследуемых образцов. В этом случае легко можно вычислить упругие характеристики материалов.

Горные породы относятся к анизотропным средам, причем зачастую ориентация осей и плоскостей симметрии в таких средах неизвестна. Это обстоятельство приводит к определенным особенностям при проведении измерений. Таким образом, представляет особый интерес изучение и определение закономерностей прохождения УЗК через анизотропные среды, какими являются, в частности минералы и горные породы.

Одним из акустических методов контроля при помощи которого реализована возможность определять вышеперечисленных параметры является метод акустополяризационных измерений, основателем которого является Горбацевич Ф.Ф. Метод основан на особенности распространения упругих колебаний разных типов и поляризаций в анизотропных средах, в частности горных породах. На сегодняшний день акустополяризационный метод используется для определения упругой анизотропии горных пород. В сравнении другими методами, основанными на измерении скорости УЗК, акустополяризационный метод является более информативным. Он позволяет определять:

наличие анизотропии упругих свойств материалов; наличие эффекта линейной акустической анизотропии поглощения (ЭЛААП); пространственную ориентацию элементов упругой симметрии среды. Однако основным недостатком метода является недостаточно высокая точностью определения пространственной ориентации элементов симметрии исследуемых образцов (±100). Кроме того, методика исследования предполагает проведения достаточно большого числа измерений для каждого образца (в среднем от 430 до 4300 в зависимости от шага сканирования). При этом фиксация результатов и последующая их обработка осуществлялась, как правило, вручную. Для преодоления, возникающих в этом случае недостатков необходимо изменять методику контроля и устройства в направлении их усовершенствования.

Акустические исследования могут преследовать цель не только определения статических упругих характеристик, но и их изменения под действием различных внешних факторов. Такие измерения во-первых, связаны со значительными временными затратами, а во-вторых, могут приводить к разрушению образца. Поэтому актуальной становится задача разработки эффективных акустических систем, позволяющих производить параллельные определения скоростей квазипродольных и квазипоперечных волн, распространяющихся в анизотропных средах.

Целью работы является повышение информативности методики исследования внутренней структуры горных пород, за счет внедрения нового программно-аппаратного комплекса, работающего в автоматическом режиме.

Для достижения поставленной цели предполагается решение следующих задач:

1. Усовершенствование существующей конструкции акустополярископа в направлении его автоматизации с использованием элементов прогрессивных аппаратно-программных средств ЭВМ.

2. Разработка физических основ функционирования и устройства двумодового пластинчатого преобразователя, эффективно возбуждающего различные типы волн в заданном диапазоне частот и создающего предпосылки для создания стабильного акустического контакта при шероховатости поверхности естественных образцов.

3. Усовершенствование методики и организации проведения акустополяризационных измерений с высокой оперативностью и производительностью.

4. Доказательство эффективности разработанных программноаппаратных средств для экспериментальных исследований упругой анизотропии на образцах горных пород.

Объектами исследования в работы являются процессы измерения упругих характеристик образцов минералов и горных пород (типа полевых шпатов и др.) Воче-Ламбинского полигона, керна Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), распределенные по глубине извлечения в пределах от 800 до 8690 м.

Все образцы изготовлены в Геологическом институте Кольского научного центра РАН (Апатиты).

Основные методы исследования. Для измерения скорости УЗК используется метод сравнения с применением теневого метода прохождения УЗК в исследуемой среде. На основе теории распространения УЗК в анизотропных средах используется акустополяризационный метод с усовершенствованной специальной методикой измерения.

Научная новизна

1. На основе теоретического анализа распространения УЗК в двумодовых пластинчатых пьезокристаллах найден угол среза, при котором наблюдаются оптимальные соотношения коэффициента передачи для продольной и поперечной волн. Для исследования упругой анизотропии горных пород в конструкции акустической системы использованы демпфированные преобразователи с повернутым срезом пьезоэлемента и двойным демпфированием:

конусом и буферным стержнем из плавленого кварца.

2. Сформулированы технические требования к новым конструкциям приборов: ультразвуковой датчик; ультразвуковой измеритель скорости УЗИС-ГЭТУ; акустополярископ. Разработаны меры обеспечения стабильного акустического контакта между исследуемым образцом и преобразователями в конструкции акустической системы. Для исследования упругих характеристик горных пород акустополяризационным методом использовался автоматизированный программно-аппаратный комплекс

3. Предложен и подтвержден экспериментально метод быстрого и надежного исследования на ЭВМ упругой анизотропии и других акустических характеристик образцов горных пород с произвольной симметрией. Обеспечено увеличение чувствительности и точности до 1 определения пространственного положения элементов упругой симметрии.

4. Обнаружен ЭЛААП в минеральных образцах полевых шпатов (микроклин, олигоклаз, ортоклаз). Экспериментально доказано, что породы по разрезу Кольской сверхглубокой скважины на глубинах от 800 до 8690 метров анизотропны. Показано изменение ЭЛААП на различной глубине залегания породы, что позволило определить распределение степени упругой анизотропии, изменение ЭЛААП и тем самым природу тектонических структура земной коры по разрезу скважины.

Практическая значимость работы: Рассчитанные и построенные на ЭВМ акустополяриграммы представляют собою основу базы данных общего справочника упругих характеристик горных пород. Повышение производительности снизило трудозатраты обслуживающего персонала и стоимость затрат на проведение акустополяризационных измерений. Полученные отдельные результаты диссертации могут быть рекомендованы для использования в учебном процессе подготовки специалистов соответствующих направлений.

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

* При усовершенствовании акустополяризационного метода измерений упругих характеристик горных пород доказана целесообразность повышения его информативности путем внедрения созданного программноаппаратного комплекса в составе: автоматизированного акустополярискоа с электроприводом; ультразвукового измерителя; ультразвукового дефектоскопа; контроллера обмена данными; персонального компьютера и программного пакета «A^stpol ©», позволяющих осуществлять определение числа и величины упругих констант, наличия и степень проявления эффекта линейной акустической анизотропии поглощения. Кроме увеличения номенклатуры и точности измеряемых упругих характеристик доказано снижение трудоемкости работы на автоматизированном комплексе, по сравнению с ручными измерениями, примерно в 14 раз.

* Акустополяризационные измерения с повышенной информативностью целесообразно осуществлять ультразвуковыми преобразователями с использованием двумодового пьезоэлемента и составного демпфера, элементами которого являются буферный стержень и конусная тыльная нагрузка из плавленого кварца. Конструкция преобразователя обеспечивает наилучшую эффективность энергетического преобразования продольных и поперечных волн в заданной полосе частот от 0.5 до 2 МГц при угле среза от 450 до 500 и контактного слоя из эпоксидной смолы с максимальной вязкостью при толщине 20-30 мкм. Доказана нецелесообразность применявшегося ранее уменьшения толщины контактного слоя.

* При повышения метрологических характеристик акустополярископа показана эффективность использования автоматизированного высокостабильного привода поворотной платформы, что в сочетании с вычислительными возможностями программного пакета «A^stpol ©» обеспечивает повышение точности определения пространственного положения элементов упругой симметрии до 10, и исключает погрешность 4 - 6 0, которую создавала предыдущая схема измерения.

* Исследования ряда образцов кристаллических горных пород ВочеЛамбинского полигона и Кольской сверхглубокой скважины, выполненные с применением автоматизированного программно-аппаратного комплекса, было показано наличие упругой анизотропии разной степени (квазиизотропные менее 0,05, слабоанизотропные от 0.05 до 0.15 и сильно анизотропные более 0.15) и типа симметрии (поперечно-изотропные, ортотропные). Глубинные образцы, извлеченные из Кольской сверхглубокой скважины показали высокую степень проявления ЭЛААП (до 0.82). Впервые выявлено наличие ЭЛААП в породообразующих минералах, таких как микроклины, олигоклазы, ортоклазы.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:

- Elastic Wave Effect on the fluid in the porous media, conference is conducted as a satellite scientific event for International Symposium on Nonlinear Acoustics, ISNA-16, Moscow, Russia, august 2002;

- XI сессии Российского Акустического общества, Москва, ноябрь 2001г;

- Акустическая научная сессия, проводимая в рамках 6-ой научной конференции ННГУ по радиофизике, посвященной 100-летию со дня рождения профессора М.Т.Греховой, Нижний Новгород, май 2002г.;

- Х, Х^ ХП научные молодежные конференции, посвященной памяти К.О.Кратца «Геология и полезные ископаемые Северо-Запада и Центра России»: Апатиты, май 1999г.; Петрозаводск, май 2000г.; Санкт-Петербург, апрель 2001г.;

- годичной научно-технической конференции Минералогического общества РАН, Санкт-Петербург, май 1998г.;

- научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург: февраль 2000, февраль 2001гг.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 5 статей и тезисы к одному докладу на научно-технической конференции.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 169 страницах основного машинописного текста, содержит 65 рисунков, 5 таблиц, список используемой литературы из 90 наименований и девять приложений. Общий объем диссертации 202 страницы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, указываются цели, задачи и научная новизна работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертационной работы имеет обзорный характер. Рассматривается предмет геологии горных пород, как объект применения акустических методов исследования. По итогам обобщения теоретических и практических материалов произведена оценка проблемы, на основе которой осуществлялся выбор и обоснование направления исследования. Показана необходимость совершенствования методов обработки результатов измере-ний с учетом возможностей современной вычислительной техники.

Известно, что горные породы представляют собой гетерогенные системы, чаще всего сложенные из разноориентированных кристаллов. Большой практический интерес представляет собой решение проблемы: к какой системе упругой симметрии принадлежит та или иная поликристаллическая порода, какой матрицей постоянных описывается ее упругая анизотропия. Для определения упругих модулей вещества используется акустическая характеристика как скорость звука, описанию известных методов измерения которой уделено повышенное внимание. Из наиболее распространенных использовался метод сравнения, который входит в категорию импульсных методов и основан на сравнении измерения промежутка времени, в течение которого звуковая волна проходит известное расстояние в образце и без образца.

Правильная оценка скорости звука в анизотропных средах возможна только тогда, когда известна их ориентация элементов упругой симметрии, для определения которой использовался акустополяризационный метод. Метод основан на регистрации амплитуды прохождения квазипоперечных УЗК через образец при разной ориентации вектора поляризации (ОВП) излучателя и приемника (параллельная и скрещенная) и предусматривает использование линейно-поляризованных излучателя и приемника УЗК.

Полная характеристика упругости анизотропной среды может быть получена в результате последовательных этапов измерений, определений и расчетов. Сначала проводятся акустополяризационные измерения, определяют число, вид и направленность элементов симметрии среды. Затем определяют наличие и степень проявления ЭЛААП. В соответствии с выявленными элементами симметрии проводят измерения величин скорости распространения продольных и поперечных волн. Далее вычисляют все константы упругости Сар, коэффициенты анизотропии 8ц33, 822зз, Ушз, Ушз, AT. На последнем этапе определяют тип упругой симметрии, разграничивают породы на слабо- и сильно анизотропные, проводят анализ полученных данных.

Во второй главе представлены основные закономерности распространения УЗК в анизотропных средах. Описываются физические основы метода акустополяризационных измерений. Представляется эффект линейной акустической анизотропии поглощения.

В анизотропной среде наблюдается распространение трех типов объемных

Если рассмотреть процесс распространения поперечной волны в аниРис.1. зотропном образце при произвольной ОВП излучателя и приемника колебаний (рис.1) и выполнить разложение вектора поляризации А излучателя по осям, то без учета затухания колебаний в материале образца амплитуда сигнала, регистрируемая приемником определяется формулой:

В случае отличия скоростей и соответствующих длин поперечных волн для разноориентированных векторов поляризации возникнет разность фазы, которая зависит как от разности скоростей, так и от проходимого ультразвуком путей. Возникает известный эффект вращения плоскости поляризации.

В процессе поворота анизотропного образца наблюдается диаграмма изменения амплитуды огибающей, которая называется акустополяриграммой. На рис.2 с шагом разности фазы 8= п/4 в пределах 0-2п, приведены конфигурации огибающих амплитуд при параллельных (сплошная линия) и скрещенных (пунктирная линия) векторах поляризации. Независимо от величины разности фаз 8 минимумы амплитуды при скрещенных векторах поляризации наблюдаются, если ориентация осей [010], [100], совпадает с ОВП излучателя и приемника колебаний. При этом прямые, проведенные через минимумы угловой зависимости амплитуды принятой волны при скрещенной ОВП излучателя и приемника АВСМ, всегда укажут пространственное положение проекций осей или плоскостей симметрии на грани образца.

При распространении УЗК через образец, возможно, наблюдать ЭЛААП. Суть эффекта состоит в различном поглощении пучка поперечных колебаний при повороте вектора поляризации относительно структурных элементов среды. ЭЛААП регистрируется в случае параллельных векторов поляризации. Визуально эффект исказит форму соответствующей акустополяриграммы. По степени этого искажения можно определить направления наибольшего и наименьшего "пропускания" поперечных колебаний, а также показатель степени проявления ЭЛААП.

Третья глава посвящена усовершенствованию и разработке аппаратуры для проведения акустополяризационных измерений. Цель работы достигается тем, что разработан новый автоматизированный программно-аппаратный комплекс, который повышает точность измерений, чувствительность метода, а также производительность работы. Комплекс состоит из измерителя скорости распространения ультразвука УЗИС-ГЭТУ; дефектоскопа; акустополярископа; контроллера передачи данных; частотомера и компьютера с установленным программным обеспечением «Aсustpol ©».

Электронный блок УЗИС-ГЭТУ, выполнен на базе однокристальной микро-ЭВМ ATMEL 89С51 и обладает следующими возможностями: изменение периода следования импульса; изменение длительности импульса; переключатель типов волны; изменение времени задержки строба; изменение длительности строба. Также существует плавная регулировка частоты генератора шкалы меток задержек строба. Частота импульсов регистрируется частотомером. пластинчатый преобразователь акустический шероховатость

Далее сигнал поступает на излучающий преобразователь акустической системы. В акустополяризационном методе используется специальная конструкция акустической системы, которая называется акустополярископом (рис.3). В работе разработана конструкция акустополярископа с автоматизированным приводом вращения поворотной платформы. Кубический образец устанавливается между преобразователями и крепится на поворотной платформе, которая приводится в движение при помощи механизма, подключенного к электродвигателю. В качестве механизма используется червячный редуктор. Вращение поворотной платформы осуществляется равномерно по часовой стрелке. Сигнал, проходя через образец, принимается приемным преобразователем акустической системы и поступает на приемный вход дефектоскопа.

В комплексе используется стандартный дефектоскоп УД2-12. Одновременно с излучением сигнала в акустическую систему на вход дефектоскопа поступает сигнал строба и сигнал синхронизации. Для дальнейшей передачи информации об изменении амплитуды сигнала в реальном режиме времени используется, разработанный контроллер передачи данных. Сигнал передается в параллельный порт ввода-вывода компьютера и далее обрабатывается созданным программным обеспечением «Асш1ро1©». После проведения полного цикла измерений программное обеспечение осуществляет построение акустополяриграммы. Так как необходимо провести исследование по трем граням кубического образца, то существует возможность просмотра акустополяриграмм как по всем трем направлениям прозвучивания, так и по каждому направлению. При этом имеется возможность автоматического определения проекций пространственного положения элементов симметрии образца.

В четвертой главе для возможности одновременного возбуждения продольных и поперечных волн описывается разработка конструкции демпфированного пластинчатого преобразователя с повернутым срезом.

Для определения угла среза и расчета частотных характеристик преобразователя был проведен теоретический анализ работы преобразователя в режимах излучения и приема. Получены системы уравнений для этих режимов. режим приема:

Для расчёта частотных характеристик, разрабатываемых преобразователей была составлена программа на языке С++, на основе которой был проведен численный анализ частотных зависимостей коэффициента передачи для продольных и поперечных волн при различных параметрах конструкции элементов акустической системы. На рис.4 представлены сравнительные зависимости коэффициентов передачи при различных углах среза пьезопластины: 300, 450 и 600. Волна, соответствующая более высокой частоте является продольной, более низкой - поперечной. Как видно оптимальное соотношение наблюдается при угле среза 450. Но при этом заметно уменьшение коэффициента передачи и расширение резонансной кривой. Дальнейшие расчеты были направлены на увеличение коэффициента передачи путем использования различных материалов, из которых изготовлялся буферный стержень и демпфер, а также влияние толщины контактного слоя (рис.5). Из графиков видно, что увеличение толщины слоя приводит к обострению резонансных кривых и повышению коэффициента передачи. Это является положительной тенденцией, т.к. при изготовлении преобразователя не стоило стремиться к уменьшению толщины слоя. Для проверки возможности использования других материалов буферных стержней были выполнены расчеты конструкции буферного стержня из титана.

На основании указанных выводов была разработана конструкция акустического датчика (рис.6). Параметры конструкции выбирались исходя из требований к измеряемым образцам (ГОСТ 21153.0-75), заданного частотного диапазона и оптимального режима возбуждения как продольной, так и поперечной моды. Размеры элементов конструкции определялись размерами исследуемого образца и рабочими частотами. Пьезопластина 1 является активным элементом акустического датчика, изготовлялась из пьезокерамики ЦТС-19. Возможность работы в двурезонансном режиме определялась углом поворота среза пьезопластины относительно Рис6. кристаллографических осей. Как показали приведенные расчеты, оптимальный режим достигается при угле повороте приблизительно 45°-50°, при этом небольшие погрешности (±30) в углах поворота оказывают несущественное влияние на характеристики датчика. Материалом демпфера 2 является предварительно металлизируемая пирамида из плавленого кварца, боковые грани которой обладают большой шероховатостью для рассеяния ультразвуковых волн. Буферный стержень 3, пьезопластина и демпфер соединены между собой с помощью эпоксидной смолы ЭД-5, толщина слоя может быть достаточно существенна, порядка 20-30 мкм. Вся конструкция расположена в металлическом корпусе. Электрический сигнал подводится через разъем 7. Большое затухание в горных породах заставляет выбирать наиболее низкую частоту импульсных источников и приемников колебаний. Поэтому в разрабатываемой конструкции были приняты частоты 0.6, 1.2 МГц, соответственно для продольных и поперечных волн при толщине пьезопластины ~1,5 мм и диаметре 30 мм.

В пятой главе описана методика и порядок проведения измерений, определение величин скоростей, типа симметрии и модулей упругости анизотропных сред.

Для более точного нахождения направленности элементов симметрии и определения упругих характеристик горных в диссертации была усовершенствована методика измерения, которая заключается в последовательном выполнении следующих этапов:

* Регистрируется изменение амплитуды сигнала прошедшего образец, при вращении его относительно оси преобразователей, на угол от 0 до 3600;

* Обработка результатов и построение акустополяриграмм осуществляется при помощи программного обеспечения;

* По каждому направлению прозвучивания определяются проекции элементов симметрии;

* Предварительно определяются скорости прохождения УЗК;

* Согласно найденным проекциям элементов симметрии производят дополнительную обработку образца, так чтобы грани образца были параллельны и перпендикулярны, выявленным элементам симметрии.

* определяют значения скоростей прохождения трех ультразвуковых волн (одна - квазипродольная, две - квазипоперечные) через образец. По каждому направлению строятся матрицы скоростей.

* По матрицам скоростей определяются упругие характеристики (модуль упругости, модуль сдвига, показатель ЭЛААП, модуль Юнга, коэффициент анизотропии и др.).

В работе проводились исследования на образцах Воче-Ламбинского полигона, расположенного в центральной части Кольского полуострова и на образцах керна Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3).

На акустополяриграмме ВС можно достаточно точно выявить пространственную направленность элементов упругой симметрии (рис.6).

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Автоматизированный программно-аппаратный комплекс в составе:

автоматизированного акустополярископа с электроприводом; ультразвукового измерителя; ультразвукового дефектоскопа; контроллера обмена данными;

персонального компьютера и программного пакета «A^stpol ©», позволяет осуществлять полную обработку данных с определением проекций элементов упругой симметрии исследуемого образца и выдачу результатов на бумажный носитель.

2. Конструкция ультразвукового измерителя скорости (УЗИС-ГЭТУ) допускает проводить измерение времени распространения УЗК с погрешностью не более ± 0,04 мксек. В нем предусматривается плавная подстройка частоты меток задержек стробирующего импульса.

3. Новая конструкция акустополярископа с автоматизированным приводом поворотной платформы обеспечивает стабильный акустический контакт между исследуемым образцом и излучающим, приемным преобразователями.

Автоматизация привода поворотной платформы способствует равномерному режиму отсчета показаний, что приводит к существенному повышению точности определений.

4. Разработана электронная схема контроллера передачи данных в параллельный порт компьютера. Быстродействие контроллера определяется встроенным кварцевым генератором (частота генератора составляет 13,4МГц) и самой программой, прошитой в ПЗУ контроллера. Электронная схемаобеспечивает точную и быструю передачу данных со скоростью 3,7 кБит/сек.

5. При использовании автоматизированного программно-аппаратного комплекса достигнуто увеличение производительности измерений. Например, при максимальной точности измерений (шаг сканирования 10) время регистрации данных уменьшается с 36 ч. 40 мин до 2 ч. 25, что соответствует увеличению производительности работы в ~14 раз.

6. Разработана конструкция демпфированного пластинчатого ультразвукового преобразователя с повернутым срезом. Оптимальный режим, обеспечивающий возбуждение продольных и поперечных волн, достигается при угле среза порядка 450-500. При этом погрешности в определении угла срезаоказывают несущественное влияние на характеристики датчика.

7. Усовершенствование акустополяризационного метода измерения упругих характеристик образцов твердых сред произведено путем разработки специального программного обеспечения «Arastpol ©», которое принимает данные из измерительного прибора, обрабатывает их, затем представляет их в цифровом и графическом виде (в виде акустополяриграмм). Оно также позволяет осуществить автоматическое определение пространственного положения элементов упругой симметрии изучаемой среды. Разработанная методика, в отличие от используемой ранее, позволяет: производить измерения со следующим набором шагов 10, 50, 10°; отменить дискретную фиксацию измерений в точках отсчета; исключить использование двух акустических систем.

8. В целом, предлагаемая методика позволяет существенно снизить число операций, выполняемых оператором. Действия оператора включают только операции по установке образца и включении автоматического привода поворотной платформы.

9. При исследовании упругих характеристик горных пород по разрезу Кольской сверхглубокой скважины получено, что все образцы кристаллических пород являются анизотропными. Породы, залегающие на глубине менее 2,3 км являются более однородными и при этом ЭЛААП практически не проявляется. Породы, расположенные на глубине более 2,3 км, как правило, неоднородны, и на глубине более чем 4,8 км проявление ЭЛААП очень существенно. При определении упругих характеристик полевых шпатов акустополяризационным методом было установлено, что полевые шпаты проявляют ЭЛААП и, причем достаточно ярко.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л., Ковалевский М.В., Шпаченко А.К. Акустический аналог оптического плеохроизма у полевых шпатов и других минералов. Тезисы годичной научно-технической конференции Минералогического общества РАН, Санкт-Петербург, 1998г. с. 50-51.

2. Ковалевский М.В. К вопросу о совершенствовании обработки результатов исследований упругих характеристик горных пород методом акустополярископии.// РАН РФФИ Геология и полезные ископаемые Северозапада и Центра России. Апатиты, 1999г., 166-169.

3. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л., Ковалевский М.В., Шпаченко А.К. Акустополярископия некоторых породообразующих минералов. Записки ВМО, № 4, 1999г. с. 88-92.

4. Ковалевский М.В. К вопросу о совершенствовании обработки результатов исследований упругих характеристик горных пород методом акустополярископии.// РАН РФФИ Геология и геоэкология Фенноскандии, Северо-запада и центра России. Петрозаводск, 2000. с. 167-171.

5. Ковалевский М.В. Акустополярископия некоторых осадочных и изверженных пород по разрезу Кольской сверхглубокой скважины. РАН РФФИ Геология и геоэкология Фенноскандинавского щита, восточно-европейской платформы и их обрамления. Санкт-Петербург, 2001. с.133-136

6. Ковалевский М.В., Головатая О.С., Горбацевич Ф.Ф. Автоматический акустополярископ для измерения упругих и неупругих параметров твердых сред. М: Геос, Сборник трудов Х! сессии РАО, т.2, 2001. с. 117-121.

Размещено на Allbest.ru