ГОСТ 21153.7-75
Группа А09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПОРОДЫ ГОРНЫЕ
Метод определения скоростей распространения
упругих продольных и поперечных волн
Rocks. Method for determination of elastic longitudinal
and diametrical waves rate spreading
Дата введения 01.07.76
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25 сентября 1975 г. N 2491
ПРОВЕРЕН в 1981 г. Срок действия продлен до 01.07.1986 г.*
_______________
* Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 24.04.91 N 567 (ИУС N 7, 1991 год). - Примечание "КОДЕКС".
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 1981 г.
Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы и устанавливает методы определения скоростей распространения в них упругих продольных и поперечных волн, используемых в технической и технологической документации при расчетах и проектировании геологоразведочных и горных работ.
Сущность методов заключается в измерении времени прохождения упругого импульса по образцу горной породы.
1. ОТБОР ПРОБ
1.1. Метод отбора проб - по ГОСТ 21153.0-75 со следующим дополнением: масса пробы для каждого вида испытания должна быть достаточной для приготовления необходимого количества образцов с минимальными линейными размерами в соответствии с указанными в приложении.
2. АППАРАТУРА, ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Для проведения испытания применяют:
установку импульсную ультразвуковую переносную с осциллографической индикацией, частотой повторения зондирующих импульсов не менее 25 Гц, амплитудой выходных импульсов 100-1600 В со ступенчатой регулировкой, коэффициентом усиления не менее 2·10
пьезопреобразователи поршневого типа в защитном кожухе из сегнетовой соли 45°
марлю медицинскую по ГОСТ 9412-77 и парафин нефтяной марок 57 или 60 по ГОСТ 23683-79.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
3.1. Образцы для испытания готовят, отбивая от проб куски произвольной формы без островыступающих углов. Для определения скорости распространения поперечных волн образцы дополнительно обрабатывают на противоположных концах алмазной пилой так, чтобы плоскости среза были перпендикулярны намечаемой оси прозвучивания образца.
Минимальный линейный размер образцов в поперечном сечении
3.2. Минимальную длину образца
для скорости распространения продольных волн
для скорости распространения поперечных волн
где
3.3. Минимальные линейные размеры образцов, их длины, диапазоны вероятных значений скорости распространения волн, коэффициент вариации скорости и количество образцов, необходимых для каждого вида испытания, приведены в приложении.
3.4. Для каждой пары выбранных преобразователей перед испытанием определяют время задержки импульса в них и цепях аппаратуры
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Определение скорости распространения продольных волн
4.1.1. Преобразователи ультразвуковых колебаний вручную или с помощью специальных устройств прижимают к противоположным поверхностям образца так, чтобы оси их максимальной чувствительности совпали.
4.1.2. Линейкой или штангенциркулем с погрешностью не более 1 мм замеряют расстояние
4.1.3. Включив установку, с помощью ручек управления добиваются появления на экране устойчивой картины колебаний - осциллограммы, амплитуда колебаний первых фаз которых должна превышать уровень шумов не менее чем в два раза.
4.1.4. По шкале масштабных меток или специальному измерительному устройству (в зависимости от конструктивных особенностей аппаратуры) берут в отсчет времени
Черт.1
4.2. Определение скорости распространения поперечных волн
4.2.1. Преобразователи ультразвуковых колебаний вручную или с помощью специальных устройств прижимают к противоположным обработанным торцам образца так, чтобы оси их максимальной чувствительности совпали.
4.2.2. Линейкой или штангенциркулем с погрешностью не более 1 мм замеряют расстояние
4.2.3. Включив установку, при прижатых к образцу преобразователях ручками управления добиваются появления на экране устойчивой картины колебаний (осциллограммы), амплитуда колебаний первых фаз которой должна превышать уровень шумов не менее чем в два раза.
4.2.4. Поворачивая приемник ультразвуковых колебаний вокруг его оси, добиваются возможно полного угасания предвступлений продольных волн и четкого вступления начальных фаз поперечных волн, амплитуда колебаний которых при этом должна не менее чем в три раза превышать амплитуду предвступлений продольных волн.
4.2.5. По шкале масштабных меток или специальному измерительному устройству (в зависимости от конструктивных особенностей аппаратуры) берут отсчет времени
Черт.2
4.3. Каждый образец прозвучивают три раза во взаимно перпендикулярных направлениях, причем для пород с явно выраженной слоистостью или направленной трещиноватостью одно измерение проводят вдоль слоев или трещин, другое - поперек.
4.4. Измерение времени при испытаниях производят с точностью до десятых долей микросекунды.
4*. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
_______________
* Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".
4.1. Скорости распространения в горных породах упругих волн
скорость распространения продольных волн
скорость распространения поперечных волн
где
4.2. За окончательный результат испытания, округленный до 10 м/с, принимают среднее арифметическое значение скорости распространения упругих продольных или поперечных волн после испытания количества образцов, указанного в приложении.
Примечание. Для пород с коэффициентом анизотропии
ПРИЛОЖЕНИЕ
ТАБЛИЦА ПАРАМЕТРОВ ОБРАЗЦОВ, ЗНАЧЕНИЙ СКОРОСТЕЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
УПРУГИХ ВОЛН И КОЛИЧЕСТВА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
Разновидность горных пород и вид испытания | Минимальный линейный размер образца, мм, при частоте преобразователей | Мини- маль- ная длина об- разца, мм | Диапазон значения распро- странения волн, м/с | Коэффици- ент вариа- ции ско- рости | Коли- чество образцов, необхо- димых для испытания, шт. | |||
70 кГц | 140 кГц | 280 кГц | 500 кГц | |||||
1. Магматические и регионально-метаморфические, сохранные при определении скорости распространения: | ||||||||
продольных волн | 300 | 150 | 75* | 42* | 70 | 4000-7000 | 5-15 | 6 |
поперечных волн | 170 | 85 | 42 | 24 | 40 | 2500-4000 | 5-15 | 6 |
2. Магматические и регионально-метаморфические, нарушенные при определении скорости распространения: | ||||||||
продольных волн | 220 | 110* | 55* | 30 | 50 | 2000-3000 | 15-20 | 11 |
поперечных волн | 130 | 65 | 33 | 18 | 30 | 1000-3000 | 15-20 | 11 |
3. Осадочные и контактно-метаморфические плотные, сохранные при определении распространения скорости: | ||||||||
продольных волн | 220 | 110* | 55* | 30 | 50 | 2000-6000 | 10-15 | 6 |
поперечных волн | 130 | 65 | 33 | 18 | 30 | 1000-3000 | 10-15 | 6 |
4. Осадочные и контактно-метаморфические, выветренные, нарушенные при определении скорости распространения: | ||||||||
продольных волн | 85* | 42* | 21 | 12 | 20 | 200-3000 | 25-30 | 25 |
поперечных волн | 65 | 33 | 18 | 9 | 15 | 100-1500 | 25-30 | 25 |
_________________
* Размеры, соответствующие наиболее употребительным частотам.
Примечание. Количество образцов обеспечивает получение средних расчетных величин скоростей распространения упругих волн с точностью не менее 10% и степенью надежности 0,95.
Текст документа сверен по:
Породы горные. Методы
физических испытаний: Сб. ГОСТов. -
М.: Издательство стандартов, 1982