不同类型岩石中弹性波衰减特性研究

通过断铅试验,利用PCI–2声发射系统对弹性波在花岗岩、大理岩、红砂岩、灰岩中传播的衰减特性进行试验研究。结果表明:4种岩石上弹性波信号的幅值和频率都随着震源距离的增加而减小。在花岗岩和红砂岩中,弹性波信号的幅值和中心频率衰减先快后慢,呈现出明显的阶段性特征,不同阶段有不同的衰减系数,与其相对应,峰值频率出现分级现象,幅值衰减较快的阶段,峰值频率较高,衰减较慢的阶段,峰值频率较低。在大理岩和灰岩中,弹性波信号的幅值和中心频率衰减速率较为均一,其峰值频率没有发生明显变化,基本维持在120k Hz左右。通过分析4种岩石的微观结构可知,造成弹性波衰减最主要的因素是岩石内部矿物颗粒之间结合的紧密程度,紧密度越高的衰减越小,紧密度越低的衰减越大;其次是岩石内部结构面的发育程度,结构面越多的岩石衰减越大,结构面越少的岩石衰减越小。此外,不同岩石材料的品质因子Q与岩石的波阻抗有很好的相关性,波阻抗越小的岩石,Q越小,弹性波的衰减也越大。