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.[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС РАЗРУШЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОД В ВОДНОЙ СРЕДЕ» author=»Рочев Виктор Федорович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]