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《纵、横波速度与其它物性参数关系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、纵、横波速度与其它物性参数关系姚秀云、赵德斌赵鸿儒大庆石油学院勘探系北京大学一、引言物体的弹性是一种与某物质内部结构有关的基本物理性质弹性可用几种参数来描述,其中最有意义的就是弹性波的性质这是唯一的一种用简单的方法在岩体上直接测得的参数纵、横波速度与其它各种参数有极密切的关系、、纵横波速度和纵横波速度比!“咋∀咐对解释地球物理的野外资料是很重要、,,、、、#的参数利用纵横波速度可求地层参数例如泊松比切变模量杨氏模量体积模量,、、压缩系数等也可以用来确定孔隙度划分裂隙识别流体性质及识别岩性等二、理论与实验一波型与波动方程纵波尸波及横波∃波都是体波在一定条件下
2、∃波发生偏振所谓偏振就是当∃,,波通过时如果质点都在同一个方向上运动则称∃波是在该方向上偏振实际上质点在任何方向上运动的横波都可以分解为垂直分盆和水平分量我们可以定义为三种固定的波型,即、%波∃&波垂直偏振横波和泞万波水平偏振横波,均匀各向同性介质受力后在其中传播着两种类型的弹性波如用位移矢量∋表示那么,无旋分量∋,是位移平行波的传播方向的分量引起纵波(旋度分量∋#是位移垂直于波的传,·∋,#播方向的分量引起横波根据秒∋的波动方程一刁∋,一’∋,甲心)扩日一∋广∃一’#此甲∋∗#得知其传播速度心和+,为(−−压歹1./04式中#%一一介质密度(孟‘一体积
3、模量(夕甲一切变模量(孟一一拉梅弹性常数(石一一杨氏模童(二一泊松比2速度、速度比及其有关因朱3波速与岩石弹性参数之间的关系、,,侧得岩石的纵横波速度即可导出岩石的某些弹性参数一5一动弹性模量,。1+一4。二二互·)7口口∗,。37∗。一,。)一∗6。。二二叮8一二二互)一静弹性模量62#犷己9,,动泊松比,·’犷∀犷,一’圣‘一∗。二互叮‘一,∀。,,一)5。∗犷一犷二互拉梅常数,一,/一∗。二互:切变模童·,一+互;体积模量<一,。=犷二誉互3>杨氏模量,+1/一‘。互二互6二33?/一犷二互∗宕石密度%与
4、速度的关系从公式−−/−+−顾歹阿,≅0丫%,,似乎波速与岩体的密度成反比但事实上波速只与布成反比而动弹性模量助受密度的影响更大根据,,岩石密度和速度实测资料可看出岩体的密度不同其波速也不同二者成正比,,从图3一图1可以明显看出随着岩石密度的增大速度,也随着增大图4所示的曲线是造岩元素矿物及金属元素矿物的纵波速度与密度之间相互关系的平均综,#合曲线从图中可清楚的看出纵波速度与固相物质密度之间的相依关系有两类Α类#犷,2%ΒΧ类#,+二Β)∀%,根据图4的数据计算了纵波速度与矿物密度关系的经验公式Α类#·>·+,二犷九Δ<%Ε>8%一∗97>∗∗>一ΦΓ3∗
5、3类#一:一2∀伽一)31心192858ΗΦ(。式中纬八为平均原子量、,一物体的弹性波速度弹性模量与密度之间的关系式。对Α类和。类物质都适了平,,用而波速与密度之间的关系式对这两类物质却不同对Α类物质它是指数函数方程式而对3类物质它是双曲函数方程式,,,型结构元素组成的造岩矿物都属于第Α类固体物质同元素一样当原子所有主要由,,量的影响是次要时这些矿物的弹性波速度与密度的关系显然与原子半径有关后者在很大程度上决定了原子在结晶中的堆积密度及其结构图4曲线右翼是对金属矿物与自然金属的这些矿物和金属的元素主要是属于Ι型物质该类物质的相对原子量对物理参数的影响是重要,的(因此对第3
6、类物质及属于这一类的矿物当密度增加时其弹性波速度降低,,从大量的数据中可知若岩石属于第Α类固体物质密度增加时其弹性波速度也增加815;3卜八迎洲日车!∀#∃二&&&&&图%岩石的密度∋与速度,关系曲线%塔尔伐尼得到的曲线()普再辽夫得到的曲线&&∀#∗&∃+,&&一一一−∃.−∃,一−户层遨度与地层密度的经脸公式−1&产∃/0一“23&.−4断生界地层密度&。−.0%12%56、中生界绝层密度∃!5。《∀。∃犷一飞一一丁一一「一一7几‘&,&图)场海地区密度∋与速度。关系曲线陈继松%,!)年报告∃一8一侧1ϑ∀ΔΦ8∗>1>4>8>9>城ΗΦ∀,图1岩石中波的传
7、播速度。与它的密度%的关系3粘土(∗砂岩(1灰岩(4白云岩(8岩盐(9硬石青Κ十:月势飞&日9;∀<∗&∃&、、&&&图=纵波传播速度与岩石矿物金属的密度的关系根据>&‘及。∋?≅;>和≅皿≅;?;月Α∃结晶健型的矿物,%&金属型自然的及炼纯的∃()&共价金属型(Β&纯化合物型(=&离子型(5&稀有分徽元索(6&国石(,&液态物质(!&沉积岩和新相喷发岩(,&怪人岩、古相喷发岩及变质岩一%2一1孔隙度与波速的关系皮克特提出了速度一孔隙度之间的函数关系#3∀犷2Λ7刀中34其中犷是∃波或
