Поширення пружних коливань в породах - студопедія
Якщо до ділянки породи обмежених розмірів миттєво прикласти навантаження (удар), що викликає напруження, які не перевищують межу пружності, то ця ділянка буде відчувати деформацію, т. Е. Зміщення частинок у напрямку діючої сили. З огляду на те, що частинки породи жорстко пов'язані між собою, деформація однієї частки викликає зміщення інших, більш віддалених частинок. Відбувається поширення пружної деформації з певною швидкістю. При відсутності втрат енергії за рахунок тертя сусідніх частинок пружне обурення повинно поширюватися по всій породі.
Твір маси т елементарного обсягу на його прискорення, згідно з другим законом Ньютона, дорівнює сумі всіх сил, що діють на цей обсяг:
Суму всіх сил уздовж будь-якої осі координат можна виразити як суму всіх елементарних напруг, помножених на відповідну площу, на яку вони діють.
Пружні коливання - це процес поширення в породі знакозмінних пружних деформацій її частинок; частота цих коливань може бути будь-якою в залежності від частоти генератора, що порушує їх.
Пружні хвилі виникають в результаті поширення деформацій в речовині. Залежно від виду деформацій можуть виникати хвилі різних типів (рис. 20).
Деформації поперемінного об'ємного стиснення і розтягування зумовлюють поширення в речовині поздовжніх пружних коливань. Поздовжні пружні хвилі поширюються в будь-якому середовищі - газах, рідинах і твердих тілах, так як всі речовини мають опором об'ємному стиску. Поздовжні пружні хвилі викликають звукові явища. Хвилі другого типу, зумовлені поширенням поперемінних деформацій зсуву в середовищі, називаються поперечними. Поперечні хвилі характерні тільки для твердих тіл, бо опір зрушенню в рідинах і газах відсутня. Ці два типи хвиль поширюються по всьому об'єму породи і тому називаються об'ємними.
Оскільки поздовжні хвилі є найбільш швидкими (мають найбільшу фазової швидкістю) і приходять з точки випромінювання в точку прийому першими, то їх прийнято позначати буквою P (від слова prima - перший). Поперечні хвилі приходять в точку прийому другими, так як їх фазова швидкість менше, ніж у поздовжніх. Ці хвилі прийнято позначати буквою S (від слова secunda - другий).
Частинки тіла, зокрема гірської породи, що знаходяться на поверхні, відчувають особливий стан, так як зустрічають менший опір своїм переміщенням в сторону вільної поверхні. В результаті цього на поверхні виникає плоска поверхнева (релєєвського) хвиля, яка характеризується рухом частинок, що створює траєкторію у вигляді еліпса з великою віссю, спрямованої перпендикулярно переміщенню хвилі. У цьому випадку кожна частка породи здійснює подвійне коливання: уздовж і поперек напрямку руху хвилі. Для зразків порід типу стрижнів розрізняють також крутильні і ізгібние хвилі.