Badania ultradźwiękowe w ocenie wytrzymałościowej skał

• Autorzy: Pinińska, J. , Płatek, P.

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic investigation of rock strength

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono generalne trendy zmian prędkości fali podłużnej (Vp) większości skał Polski na tle zmienności ich wytrzymałości na ściskanie jednoosiowe (Rc) oraz gęstości objętościowej (rho). Zależności te oparte są na wynikach wieloletnich ultradźwiękowych badań laboratoryjnych, prowadzonych w Zakładzie Geomechaniki UW na znormalizowanych próbkach skalnych równocześnie z badaniami wytrzymałościowymi. Ponieważ utrata wytrzymałości skały jest wywołana procesami kruchego pękania jej związki z parametrami propagacji fali sprężystej nie mogą być bezpośrednio opisane formułami teorii sprężystości. Związki korelacyjne łączące parametry Vp oraz Rc oparte są zatem na relacjach empirycznych. Na uogólnionych diagramach wyróżniono odrębne, charakterystyczne cechy skał magmowych, osadowych i metamorficznych. Przedstawione zależności mogą być pomocne przy formułowaniu korelacji szczegółowych. Dyskusja danych wskazuje, że dla wyznaczenia szczegółowych związków korelacyjnych niezbędne jest dysponowanie odpowiednio licznymi zbiorami danych, w których wyniki pomiarów obu parametrów są uporządkowane względem orientacji próbek, powierzchni nieciągłości, lokalnej mineralizacji i innych przejawów niejednorodności ośrodka. Jeżeli rozpoznanie litologii i cech strukturalnych skały nie jest jednoznacznie ustalone to ze względu na niejednorodność, anizotropię i nieciągłość ośrodków skalnych, identyfikowanie wytrzymałości skały jedynie na podstawie pomiaru prędkości fali podłużnej może być trudne. Skały o różnym wykształceniu litologicznym lub stopniu spękania mogą się bowiem charakteryzować podobnymi prędkościami. Niezbędnym staje się wtedy posługiwanie szczegółową analizą gęstości objętościowej lub oznaczenie dodatkowych parametrów akustycznych takich jak prędkość fali poprzecznej lub powierzchniowej lub współczynnik tłumienia.

EN

Results of investigation on general trends variability of longitudinal wav velocity (Vp) with the changes of uni-axial strength (Rc)and volume density (rho) of the most of rocks in Poland are reviewed. Researches on relationships between rock properties and longitudinal wave velocities were performed in the Laboratory of Rock Mechanics Dept. at the Warsaw Uniwersity, with the use of standard rock samples. Formulas describing the theory of elasticity are not directly applicable to rock samples strength, because its lose in rocks is caused by brittle deformation. Thus, the relationships between a rock failure and a propagation of elastic waves can be correlated empirically, not mathematically. On generalized graphs are presented interrelated, selected properties of magmatic, sedimentary and metamorphic rocks. These interrelations can be used as important indicators of strict correlation between various rock properties. An analysis of research results shows, that the detail relationships between mechanical and acoustic properties of rock can be correlated only on a base of a great number of data derived from oriented samples. Moreover, all lithological unhomogeneuities and anisotropy of tested samples must be recognized and taken into consideration as important factors in formulating correlation indicators. The determination of e.g. rock strength solely on the base of longitudinal wave velocity insufficient if rock lithology and structure are not known. Either various rocks due to various structural defects may represent similar properties one to each other or, similar rocks with various defects will be characterized by different properties. Thus, it is an important usen of detail analysis of volume density and/or other acoustic determinants, such as velocity of transversal of surface waves or, an attenuation factor.

Słowa kluczowe

PL

badania ultradźwiękowe; wytrzymałość skał; skały

• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 44, nr 2-3
• Strony: 89-96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Pinińska, J.

autor

Płatek, P.

• Zakład Geomechaniki, Uniwersytet Warszawski