被 SYC—2 发射机 发射探头 输出 同步探头 样 品 SYC—3 声波仪或 HF-D 超声仪 射 接 收 样 品 输

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文章关键词:澳门金少误乐堵网址,岩石波速

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  地球物理实验 实验一 (一)实验目的: 岩石波速的测量 室内岩石样品的测量是野外现场测定地质解释的基础。熟练使用声波仪,掌握波速测 量的方法,学会正确识别纵波及横波。 (二)设备: 1. SYC-3型超声岩石参数测定仪或HF-D超声仪 2. 超声探头一对(发射、接收各一个) 3. 游标卡尺 4. 耦合剂(凡士林或黄油、线. 铝铂或聚碳酸脂(用于横波探头耦合) 6.标本测试架。 (三)原理及装置: 大多数岩石,都服从基于线性理论的虎克定律,即小的形变与所施加的载荷成正比。 在岩石介质中,超声波的传播遵循弹性波动方程。从而可得到两部分,无旋波和等体积波 即纵波(P波)和横波(S波)。超声波实质上就是质点振动在介质中传播的过程。如何 产生振动,我们采用压电陶瓷,用声波仪产生高频电脉冲激发压电陶瓷片,使它产生机械 波即振动,这振动经探头与样品间的耦合层后,在介质中传播,到达样品的另一端时,被 SYC—2 发射机 发射探头 输出 同步 发射探头 样 品 SYC—3 声波仪或 HF-D 超声仪 发 射 接 收 样 品 输入 同步 接收探头 接收探头 SYC—2 接收机 图一 波速测量实验装置框图 2 地球物理实验 接收探头接收,接收探头反之将此振动又转换为电脉冲信号送入声波仪中,这脉冲发射与 接收间的时差由一高精度的时间测量装置测出,扣除波在探头于样品间的耦合层中的传播 时间T0,即得到波在介质中的传播时间T,从而得到介质的波速。本实验的装置如上面 图一所示。 (四)实验步骤: 1.选择合适的样品,将所要测量的岩石加工成园柱体,两端面加工光滑,且平行度小于3 丝。 2.用游标卡尺精确测量标本的长度L。 3.选用合适的超声探头,为了满足无限空间的条件,所选择的超声波波长应小于岩石样品 线度的十分之一;同时,若选择波长过小,金少误乐堵城以至可以与岩石中矿物颗粒的尺度相比较,则 矿物颗粒的散射将突出,所以波长应同时比矿物颗粒的线度大五倍以上,即要考虑脉冲穿 过岩石的距离应至少为平均粒径的十倍。 4.测量T0: 在探头上涂上一层耦合剂,然后将探头对合,按紧,这时在声波仪上即可看到发射波 形,调整时标至波形的初动,这时的时间T0即为波在探头间的传播时间。 5.测量Tp: 将发射探头与接收探头分别置于样品的两端,如图二,在探头与样品之间涂上耦合剂, F 图二 S 样 品 波速测量探头放置示意 然后压紧。调整声波仪的时标至波形的初动,即可在声波仪的时间窗内读出超声波的传播 时间Tp。 6.测量Ts: 调整声波仪的频宽及衰减旋钮,使在示波器上能较好地辨认出横波,再将时标调至横 波的起跳点上,即可在时间窗读出时间Ts。测量横波时也可将接收探头放置在样品的一 侧,如图三(多用于方形样品),这样横波的信号可能要强一些,更便于识别,要注意这 F 样 品 S 图三 横波测量示意 3 地球物理实验 时波通过的距离已不是样品的长L,金少误乐堵城而是样品一端至接收探头的中心的距离L′了。当然 若使用横波探头测量时,横波更易识别,这时要注意发射及接收探头上的标记,要相对齐 方可。横波测量也要改变耦合剂的使用,可用铝铂,聚碳酸脂等。 震相识别可参考实验二。 (五)实验结果处理: 计算纵波波速,将测量纵波时读出的时间Tp减去探头间的走时T0,才是真正的波 在样品中的传播时间T,再根据波速公式,即可计算样品中的纵波波速: T=Tp﹣T0 Vp=L/T 同理我们可以计算出横波波速Vs。 T=TS﹣T0 编 号 样品尺寸 L (cm) T0 (μs) VS=L/T TP (μs) TS (μs) Vp (km/s) VS (km/s) 岩 性 (六)思考题: 1.耦合的好坏对波速、振幅会有什么影响? 2.对探头压力的变化对波速、振幅会有什么影响? 3.波速的测量是否与样品的大小有关? 4

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