30 Дек

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС РАЗРУШЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОД В ВОДНОЙ СРЕДЕ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

С целью управления процессом разрушения мерзлых песчано – глинистых пород в водной среде, нами были проведены экспериментальные исследования по изучению влияния упругих колебаний на интенсивность разрушения мерзлых глинистых пород.

Принцип воздействия акустического поля заключается в следующем. Электрический ток подается на блок трансформаторов УИП-К (см. блок-схему), далее на токовую панель, затем на генератор сигналов ГЗ-34, с помощью которого задается определенная частота. Далее переменный ток перемещается на усилитель 100У-101, затем на источник упругих колебаний 10ГР-35У1, в котором  находится образец.

Блок — схема:

В емкости с водой, куда помещался мерзлый образец, создавалось акустическое поле в диапазоне частот от 10 до 22000 Гц. Наблюдения выполнялись с шагом 100 Гц.

Чтобы исключить влияние влажности, гранулометрического состава, температуры, все образцы изготовлялись из глины и песка одного петрографического состава с соотношением: 35% глины, 65% песка, влажность 37%, температура образцов (-3°С). В течении всего эксперимента температура воды, в которую погружались образцы, поддерживалась ( +10оС).

Для того чтобы уменьшать погрешности связанные с методическими аспектами проведения экспериментов и составить суммарную выборку результатов по пяти экспериментом мы воспользовались относительным параметром, то есть:

где: — Мi – масса разрушенной породы в единицу времени при i – частоте упругих волн;

Мк – масса разрушенной породы в единицу времени  контрольных образцов, то есть без воздействия упругих колебаний.

Каждая точка в выборке соответствует среднеарифметическому значению из пяти измерений.

Результаты опытов обработаны на ПЭВМ в программе GID ( графический интерпретатор данных). Построен график зависимости Рот =  f (F) (рис.1.). Экспериментальные данные аппроксимировались с помощью сплайков.

Рисунок 1. Зависимость изменения количества разрушенной породы от частоты упругих колебаний.

График изменения количества разрушенной породы от частоты упругих колебаний имеет волнообразную форму. С 10Гц до 300Гц происходит резкое увеличение скорости разрушения образцов, составляющее до 20% от уровня контрольных образцов, что связанно с воздействием упругих колебаний на образец, происходит механизм вытеснения воздуха, заполняющего поры образца, водой которая проникая в поры как бы разрывает их при этом происходит интенсивный отрыв частиц породы от образца, затем наблюдается зона от 300 до 400 Гц, в этом диапазоне частот скорость разрушения образцов меняется незначительно. С 400Гц отмечено резкое снижение интенсивности разрушения образцов происходящее до 800Гц, в интервале частот 800-1000Гц изменения незначительны и начиная с 1000Гц начинается постепенное увеличение интенсивности разрушения образцов мерзлых глинистых пород и на частоте 22000 составляет до 50%.

Установлено, что дезинтеграция мерзлых песчано-глинистых образцов происходит интенсивнее с увеличением частоты колебания (рис.2.).

Рисунок 2. Зависимость интенсивности разрушения мерзлых песчано-глинистых пород от частоты акустических колебаний (tв = 10о С,   to = -3o C, i = 37%, jгл = 20%).

В результате экспериментальных исследований установлено, что в диапазоне частот 0,01 — 22 кГц возрастание интенсивности разрушения (до 20%) отмечается у мерзлых песчано-глинистых пород с содержанием глинистой фракции до 20%. При больших содержаниях глинистых частиц в песках эффект увеличения скорости от частоты акустических колебаний слабо выражен.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС РАЗРУШЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОД В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Written by: Рочев Виктор Федорович
Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
Date Published: 06/17/2017
Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
Available in: Ebook