Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методика определения свойств и состояния горных пород в массиве на основе затухания ультразвуковых волн

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Методика определения свойств и состояния горных пород в массиве на основе затухания ультразвуковых волн"

На правах рукописи

АВЕРИН Андрей Петрович

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ И СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НА ОСНОВЕ ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

Специальность: 25.00.20 "Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Центре службы геодинамических наблюдений в энергетической отрасли (ЦСГНЭО) - филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС»

Научный руководитель:

доктор технических наук Захаров Валерий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шкуратник Владимир Лазаревич

доктор технических наук Милетенко Игорь Васильевич

Ведущая организация - Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Защита состоится на

заседании диссертационного совета Д 002.074.02 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН (ИПКОН РАН) по адресу: 111020, Москва, Крюковский тупик, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН Автореферат разослан 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Богданов Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Информация о строении и состоянии породных массивов, как важнейшее условие правильных проектных решений, необходима при выборе и обосновании рациональной технологии добычи полезных ископаемых, обеспечивающей безопасность горных работ на шахтах и рудниках, при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, наземных и подземных атомных электростанций, других объектов технического назначения, находящихся во взаимодействии с окружающим массивом.

Для изучения массива горных пород в окрестностях выработок применяются различные геологические, геодезические и геофизические методы, причем именно последние с каждым годом занимают все более доминирующее положение в геоконтроле. В свою очередь среди методов горной геофизики для решения многочисленных задач геоконтроля, связанных с исследованием относительно небольших участков массива и требующих высокой разрешающей способности, наиболее перспективны ультразвуковые методы. Последнее обуславливается не только наличием устойчивых функциональных и корреляционных связей параметров ультразвуковых сигналов с важнейшими свойствами и состоянием горных пород, но и высоким уровнем соответствующих разработок, направленных на теоретическое, методическое и аппаратурное обеспечение контроля. Вместе с тем, до сих пор при ультразвуковых исследованиях изучаются преимущественно кинематические характеристики волн - времена пробега и определенные по ним скорости распространения упругих волн. Динамические характеристики волн (особенности формы записи, преобладающие частоты и амплитуды) обычно используются только на начальном этапе интерпретации данных измерений, при выделении и корреляции полезных волн. Теоретически и экспериментально установлено, что динамические характеристики упругих волн более чувствительны к изменению состояния среды, чем кинематические и, следовательно, могут служить не только дополнительным, но и основным источником информации при анализе геофизических данных.

Целью работы является получение дополнительной, ранее недоступной информации о физико-механических и реологических свойствах, строении и состоянии массивов горных пород на основе изучения динамических характеристик упругих волн ультразвука.

Идея работы состоит в разработке методики оперативного определения типов горных пород и их основных физико-механических свойств с использованием коэффициента затухания, вычисляемого по полной энергии ультразвуковых сигналов без идентификации на записях волн различной природы.

Задачи исследования:

1. Оценка возможности определения коэффициента затухания по полной энергии регистрируемого сигнала;

2. Установление для конкретных типов горных пород частотных зависимостей коэффициента затухания;

3. Исследование влияния расположения трещин различной ориентации на величину коэффициента затухания;

4. Разработка методики применения динамических характеристик регистрируемых ультразвуковых сигналов для углубленной обработки данных каротажа.

Методы исследований. При решении поставленных задач в работе применен комплекс методов исследований:

анализ и обобщение результатов, полученных в данной области; численные и аналитические методы математического моделирования ультразвуковых волновых полей в массиве горных пород;

компьютерная обработка, анализ и интерпретация полевых ультразвуковых данных с помощью разработанных алгоритмов и программных комплексов.

Научные положения, выносимые на защиту:

- определение коэффициента затухания возможно по энергии регистрируемого сигнала без выделения отдельных типов волн;

- для конкретного типа горных пород в ультразвуковом диапазоне зависимость коэффициента затухания от частоты имеет определенный вид;

- расположение и ориентация одиночной трещины относительно направления распространения упругих волн оказывает существенное влияние на величину коэффициента затухания;

- величина коэффициента затухания, определенная по полной энергии сигнала равна величине коэффициента затухания поперечной волны.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждается:

согласованностью результатов экспериментальной обработки данных УЗК по существующей стандартной и предложенной автором методике обработки с учетом динамических параметров, а также с литературными данными;

представительным объемом и высоким качеством экспериментальных данных ультразвуковых измерений, использованных в качестве исходного материала для расчетов;

применением современных компьютерных технологий при моделировании и расчетах.

Практическая ценность диссертации состоит в совершенствовании существующей методики получения и обработки данных ультразвуковых измерений на основе результатов теоретических и

экспериментальных исследований, которая позволит повысить информативность и достоверность контроля за состоянием горного массива.

Реализация результатов работы. Полученные результаты использованы:

- при составлении методических рекомендаций по проведению ультразвукового каротажа, принятых к использованию ЦСГНЭО филиалом ОАО "Инженерный центр ЕЭС";

- в лекционном и лабораторном курсах дисциплины "Обработка и интерпретация результатов геофизических измерений и неразрушающего контроля" на физико-техническом факультете МГГУ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на XXII и XXIII международной молодежной научно-технической конференции "Гидроэнергетика в XXI веке" (г. Москва, 2001, 2004 г.г.), на симпозиуме "Неделя горняка" (г. Москва, МГГУ, 2004, 2005 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 141 страницу машинописного текста, включая 27 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 117 наименований и графическое приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ геофизических методов, используемых для оценки пространственного строения и состояния относительно небольших участков горного массива, показал, что наиболее распространенными и перспективными являются ультразвуковые наблюдения. Это обусловлено не только наличием устойчивых функциональных и корреляционных связей параметров ультразвуковых сигналов со свойствами и состоянием горных пород, но и высоким уровнем соответствующих разработок направленных на теоретическое, методическое и аппаратурное обеспечение контроля.

Весомый вклад в изучение, становление и промышленное внедрение ультразвуковых методов прогнозирования, строения, нарушенности, физико-механических свойств и состояния горного массива внесли такие известные исследователи как Н.Я, Азаров, М.С. Анциферов, Л.М. Бреховских, Е.С. Ватолин, И.И. Гурвич, И.В. Ю.С. Исаев, СВ. Кузнецов, В.Н. Захаров, А.Д. Рубан, В.Л. Шкуратник, А.И. Савич, В.И. Коптев, О.П. Якобашвили, B.C. Ямщиков и др.

Анализ теоретических и практических работ показал, что на записях ультразвукового каротажа (УЗК) выделяются две доминирующие группы колебаний, различающихся по частоте и интенсивности. К первой группе колебаний, вступающей на более ранних временах, можно отнести различного типа продольные волны: прямые, рефрагированные, головные, винтовые. Ко второй - аналогичного типа поперечные волны, а также поверхностные. Эти волны на записях УЗК обычно не разделяются, поэтому в дальнейшем для них принято обозначение «вторые».

На основе данных ультразвукового каротажа, полученных в подземных выработках строящихся и эксплуатируемых энергосооружений Днестровской ГАЭС (Украина), Саяно-Шушенской ГЭС и Красноярского горно-химического комбината (ГХК), была проведена оценка величины коэффициента затухания продольных и поперечных волн, а также определена его частотная зависимость (в диапазоне от 20 до 100 кГц) для различных типов горных пород.

Затухание энергии ультразвуковых волн обуславливает уменьшение амплитуд волн при их распространении по экспоненциальному закону

где - амплитуда на расстоянии х от источника;

- коэффициент затухания. Значение эффективного коэффициента затухания для каждой стоянки ультразвукового зонда определялось подбором коэффициентов в указанном типе уравнения методом наименьших квадратов.

Для определения частотной зависимости коэффициента затухания для каждого канала были получены спектры изучаемой волны. Временные окна выбирались длиной 1,5-2 периода колебаний в зависимости от горных пород и типа волны. По полученным кривым для каждого канала (расстояния от излучателя) определялись значения амплитуды А(х) на фиксированных частотах с интервалом 10-20 кГц. Дальнейшая обработка состояла в подборе коэффициентов указанного выше уравнения для каждой частоты.

В таблице 1 приведены диапазоны изменения и средние значения скоростей и динамических параметров «вторых» волн для исследованных горных пород.

^_Таблица 1.

Скорость «вторых» волн V, м/с Эффективный коэффициент затухания а3(Ь, м Частота {, кГц Длина волны X, м

Аргиллиты 1200-1700 1400 8,60-21,75 14,50 25-39 27 0,05

Песчаники 1900-2100 2000 4.03-6.89 5,86 25-42 34 0,06

Ортосланцы 3100-3800 3500 3,14-6,66 4,75 40-68 51 0,07

Диабазы 3400-3600 3500 2.45-2,96 2,64 29-30 0,11

Гнейсы 3200-3400 3300 2,02-2,98 2,54 28-30 29 0,11

На рисунке 1 представлены частотные зависимости эффективного коэффициента затухания ос^ф для исследуемых типов пород. Следует отметить, что указанные зависимости получены для участков относительно сохранного массива горных пород.

а,м' " 16 14 12 10 8 6 4 2

О ■ 0

Рис. 1. Зависимость эффективного коэффициента затухания от частоты для различных типов горных пород. Анализ волновой картины первичного материала ультразвукового каротажа показывает, что основную часть энергии регистрируемого сигнала дает "вторая" волна. Отношение энергии пакета Р-волны ко всему сигналу составляет 0,5-10%, в то время как для пакета S-волны - 25-60%. При поканальном суммировании значений амплитуды для каждого отсчета записи энергия сигнала также убывает с расстоянием от источника возбуждения колебаний по экспоненциальной кривой, что позволяет использовать для оценки коэффициента затухания полный сигнал, без выделения отдельных типов волн по всей глубине скважины.

Однако до использования этих данных для анализа строения и состояния массива необходимо оценить факторы, влияющие на величину коэффициента затухания, для исключения возможных ошибок и повышения надежности обработки.

Для проведения оперативной предварительной оценки структуры и параметров волнового поля применено моделирование волновых полей в конкретных горно-геологических условиях. Наиболее перспективным и эффективным подходом в математическом моделировании считается комбинирование методов конечных разностей, конечных элементов и граничных элементов.

Используемая математическая модель горного массива, предложена Био и Толстым и развита в работе Захарова, где она была успешно применена для исследования волновых полей сейсмического диапазона

7

частот. Здесь решается задача ее адаптации к высокочастотным волновым полям.

Система дифференциальных уравнений, пригодная для решения конечно-разностным методом имеет для волн Р, вУ и Ы следующий вид: д2и . ди 2 д( ЗгЛ дг ., . д( ЭгЛ ди1 _ .

и = С&Ь& + /Г~(ХЛ° (2)

й2м' „ дм г Э (.ЗиЛ д1 ,, . ЗЛсНИ ди „ . .

где а=(2/.1+Л)/р, Ь=(/.1+Л)/р, с=р!р (3)

^ w - величина смещений колебательного процесса по X и Z -координате соответственно;

g - ускорение свободного падения;

Я, ц, р - константы Ламе и плотность горной породы в точке модели с координатами X и Z;

х, : - текущие координаты вертикальной плоскости геологического разреза, в которой моделируется волновое поле;

/V,,(х,:,!) - функция источника, определяющая величину смещения в момент времени / в точке (или зоне) источника с координатами х, I.

Условие устойчивости вычислительного процесса по явной конечно-разностной схеме для указанной выше системы выглядит следующим образом:

г<-г~__И___> (4)

/(г,пт)2+(г;ал)2

Возможность задания сигнала источника с любой Частотой, позволила провести ряд тестовых просчетов, оценивающих зависимость эффективного коэффициента затухания от частоты излучателя. Для каждого типа пород в модели задавалась частота в диапазоне от 20 до 80 кГц с шагом 10 кГц.

Результаты полученных расчетов представлены на рис. 2. Значения физико-механических и реологических свойств заданные в моделях для всех типов горных пород соответствуют сохранному состоянию массива. Полученные данные свидетельствуют о наличии определенной частотной зависимости эффективного коэффициента затухания для конкретного типа горных пород. Данный факт необходимо учитывать при сравнении результатов определения эффективного коэффициента затухания полученных зондами с различными частотными характеристиками.

Сравнивая графики на рис. 1 и 2 отмечается сходный характер зависимости для реальных и моделированных данных. На основании полученных результатов можно говорить, что интенсивность изменения затухания с частотой определяется литологией горных пород. Поэтому характер установленных частотных зависимостей может быть применен для определения типа изучаемых пород.

а, м

5

4

аргиллиты

песчаники

3

- V- - ортосланцы

диабазы —>- гнейсы

2

1

О

X—

О 20 40 60 80 /• кГц

Рис. 2. Зависимость эффективного коэффициента затухания от частоты

В предложенной методике расчета эффективного коэффициента затухания по энергии сигнала он определяется на рабочем интервале ультразвукового зонда, равном расстоянию между крайними его датчиками. Наличие на этом интервале трещины (тонкого пропластка) с пониженными упругими свойствами может оказать существенное влияние на величину энергии регистрируемого сигнала.

Для оценки влияния трещины и угла ее отклонения от оси шпура на коэффициент затухания было рассчитано порядка 200 численных примеров. Трещины располагались с шагом 5 см вдоль всей длины зонда под углом 30,45,60,90,120,135 и 150° к оси шпура. Стоит отметить, что используемый в расчете модели метод конечных разностей, накладывает некоторые ограничения на оценки влияния ширины раскрытия трещины на затухание упругих волн. Поэтому рассматриваемые в нашем случае трещины заданы толщиной в один узел.

На рис. 3 приведены результаты определения эффективного коэффициента затухания при встречной системе наблюдения для одной стоянки зонда. На оси абсцисс отложено расстояние от первого излучателя. По оси ординат приведены значения коэффициента затухания. Каждой точке на графиках соответствует значение коэффициента затухания, рассчитанное для одной трещины с определенным удалением от излучателя и углом наклона. Пунктирной линией обозначена величина затухания в однородном массиве (без трещин). Видно, что при угле падения 45-135° трещина, расположенная в интервале 10-50 см от излучателя, вызывает наибольшее затухание сигнала. Причем при расстояниях 10-15 см от источника значение максимально и на порядок превышает уровень затухания в однородном массиве. Также значительное влияние оказывает трещина с углом падения

излучаемого импульса.

30-150°, увеличивая затухание на 100-300%, а на расстоянии 50 см от первого излучателя коэффициент затухания возрастает почти в 5 раз.

Рис. 3. Влияние положения и ориентации трещины на величину эффективного коэффициента затухания при встречной системе наблюдения.

Зная величину коэффициента затухания ультразвуковых волн и используя методику определения физико-механических и реологических свойств массива горных пород предложенную в работе В.Н. Захарова, можно получить дополнительный ряд параметров, характеризующих массив горных пород, что существенно повышает информативность ультразвукового каротажа.

Декремент затухания находим по формуле:

где/- видимая преобладающая частота S-волны. Значение относительной плотности скелета породы определяется выражением:

= 1 + 52- /(Г+У)2-!

У-

(б)

Коэффициент пористости находится по формуле

Значение средней плотности на исследуемом участке, определяется зависимостью р = Кп) + ргрКп • (9)

Величина времени релаксации составляет

а постоянную релаксации рассчитываем по формуле ^ _ _ _!__ (11)

Значение коэффициента проницаемости, характеризующего способность максимально насыщенной породы при наличии градиента давлении пропускать однородный флюид, найдем по выражению

(12)

К - уг» ,

кпг---

Рг

где V- величина коэффициента вязкости флюида.

Эффективные упругие константы Ламе определяются по формулам:

И-рУ1 (13)

Я = Ж'72-2Г') (14)

При подстановке получаемых при экспресс-обработке значений коэффициента затухания в расчетные формулы (5 - 14) вычисленные значения параметров плохо согласуются со значениями параметров, приводимых в литературе. Очевидно, данное несоответствие объясняется тем, что определяемый по формуле (1) эффективный коэффициент затухания является интегральной величиной. Известно, что в общем случае затухание обусловлено тремя причинами.

1. Поглощением колебательной энергии, связанным с неидеальной упругостью среды, которое вызывает необратимый переход сейсмической энергии в тепловую.

2. Рассеянием энергии упругих волн на внутренних неоднородностях и аномалиях среды, которое определяется не только внутренними физическими свойствами среды, но и ее структурным строением.

3. Расхождением волнового фронта, которое главным образом связано со свойствами источника колебаний и геометрией.

Каждая из указанных причин затухания упругих волн по-своему определяет характер изменения энергии волны с расстоянием и дает свой вклад в результирующее изменение поля с расстоянием. В связи с этим для расчетов нам необходимо выделить составляющую коэффициента затухания ООф} которая характеризует физические свойства среды и ее структуру.

Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению затухания упругих волн, все попытки оценки составляющих эффективного коэффициента затухания, определяемых поглощением и рассеянием, носили частный характер, и единый подход к их оценке пока не выработан. В результате сравнения различных вариантов нами выбран следующий способ расчета. Искомую составляющую эффективного коэффициента затухания

а-К-а..

представить в виде а = Л ■ а.^ф > где А' - коэффициент, характеризующий долю общей энергии волны, теряемую ею за счет

рассеяния на неоднородностях. Зная из лабораторных определений физико-механических свойств пород коэффициент пористости, плотность скелета и плотность флюида и решая затем обратную задачу, по формулам 5-7 можно рассчитать величину Значения скорости и частоты получаем из экспериментальных данных ультразвукового каротажа, относящиеся к сохранному массиву. Отбросив случайные отскоки значений скорости и аэф, определяем их средние значения. Отношение рассчитанного значения а по формуле 5 к среднему значению и является переходным коэффициентом К.

В случае отсутствия достоверной информации о коэффициенте пористости для изучаемого массива можно воспользоваться величинами К, полученными эмпирическим путем. Анализ большого количества экспериментальных данных УЗК, полученных на различных объектах и типах горных пород, показал, что величина К для изверженных и метаморфических пород колеблется около 0,1, а для осадочных и глинистых пород К близок к 0,06. Таким образом, можно утверждать, что доля энергии теряемой волной за счет поглощения составляет не менее 90% в исследованном диапазоне частот.

С учетом изложенного выше были обработаны данные ультразвукового каротажа полученные на Днестровской ГАЭС (Украина), Саяно-Шушенской ГЭС, Богучанской ГЭС, Бурейской ГЭС, Красноярском ГХК.

Наиболее показательными представляется Днестровская ГАЭС на которой скважины пересекают границу алевролитов и песчаников, Саяно-Шушенская ГЭС на которой проводилось два цикла измерений и Богучанская ГЭС измерения на которой проводились в обсаженных металлической трубой скважинах.

ДНЕСТРОВСКАЯ ГАЭС

После десятилетнего перерыва в строительстве 2001 года были проведены ультразвуковые исследования по уточнению упругих и деформационных свойств горных пород, слагающих ослабленную зону и сохранный скальный массив на участке напорного водовода №2.

На рисунке 4 приведены сопоставления графиков скоростей упругих волн и эффективного коэффициента затухания. На глубине 5-5,5 м четко прослеживается геологическая граница алевролиты-песчаники. На глубине 6,5 м отмечается резкое снижение скоростей упругих волн и резкое возрастание эффективного коэффициента затухания, связанное с пересечением зоны геологического нарушения. Относительное изменение скорости составляет не более 60%, в то время как изменение эффективного коэффициента затухания - 400%.

0 12 3 V, км/с 0 5 10 15 «».м

Рис. 4. Результаты ультразвукового каротажа. (Днестровская ГАЭС)

САЯНО-ШУШЕНСКАЯ ГЭС

Полевые работы по изучению напряженно-деформированного состояния береговых примыканий Саяно-Шушенской ГЭС выполнялись в левобережной цементационно-дренажной галереи в 2002 г. Наблюдения проводились в два цикла: веснор при минимальном уровне верхнего бьефа (УВБ ~ 500 м) и осенью при максимальном УВБ (~ 534 м). Скважины расположены на оси галереи на расстоянии 15, 25, 40 и 60 м от примыкания плотины и обозначены Л-1, Л-2, Л-3 и Л-4 соответственно.

В результате подъема УВБ отмечается общее снижение уровня скоростей упругих волн и значительное увеличение коэффициента затухания на участках относительно сохранных пород, что может объясняться увеличением порового давления и как следствие раскрытие мнкротрещин. Отмечаемое наиболее четко в скважине Л1 на глубине 13 м и в скважине ЛЗ на глубинах 2, 4, 7 и 16-18 м уменьшение коэффициента затухания на крупных геологических нарушения, свидетельствует о значительной пригрузке массива, приведшей к уменьшению трещинной пустотности.

По результатам повторных измерений отмечается более чувствительное изменение величины коэффициента затухания к изменениям в массиве, вызванным повышением уровня воды в водохранилище. Что доказывает возможность оценки текущего состояния массива по величине коэффициента затухания и параметров, рассчитанных на его основе.

Рис. 5. Графики сопоставления скоростей упругих волн и эффективного коэффициента затухания по результатам двух циклов наблюдений.

(Саяно-Шушенская ГЭС, скважины Л1 и ЛЗ) БОГУЧАНСКАЯ ГЭС

Инструментальное обследование скального основания бетонной плотины Богучанской ГЭС выполнялось после длительного перерыва в производстве строительных работ в 2003 году. Ультразвуковые измерения выполнены в пьезометрических скважинах диаметром 50 мм, разбуренных в цементационной галерее в секциях №№ 10-25. Все скважины обсажены стальными трубами, поэтому волновая картина осложнена высокоскоростными волнами по металлу. В результате стандартной обработки удалось надежно выделить только поперечную волну Vs, для которой были построены скоростные графики V, = У(Ь), отличающиеся сильной изрезанностью, вызванной неоднородностью исследуемого разреза.

Полученная информация о коэффициенте затухания позволила существенно дополнить картину (рис. 6). На основе коэффициента затухания были уточнены разрезы скважин и получены дополнительные характеристики массива, приведенные в таблице 2.

Таким образом, оценка коэффициента затухания в обсаженных скважинах значительно повышает информативность ультразвукового каротажа, а также дает возможность проведения режимных ультразвуковых наблюдений в пьезометрических скважинах.

Обобщенные результаты определения кинематических и динамических характеристик, а также физико-механических и реологических параметров рассчитанных на их основе, приведены в таблице 2. Таким образом, можно считать, что оценка коэффициента затухания по энергии

сигнала является оперативным и надежным источников информации об эффективном коэффициенте затухания поперечных волн.

■ у - гр^ш|:но[1а|ыс юны (но з.шиым ырои/ы)

Рис. 6. Результаты ультразвукового каротажа. Богучанская ГЭС. (скважина №7751)

Предлагаемая методика интерпретации предназначена для определения на базе данных УЗК дополнительных физико-механических параметров, характеризующих реологические свойства горного массива: коэффициентов пористости, проницаемости, постоянных Ламе, вязкоупругих показателей, общей плотности, времени и постоянной релаксации.

Она является развитием стандартной методики обработки данных ультразвукового каротажа и увеличивает количество информативных параметров, определяемых на его основе. Поскольку методика основывается на обработке первичных данных стандартного УЗК, то ее следует рассматривать в качестве дополнения и развития традиционной.

Методика обработки данных ультразвукового каротажа включает в себя следующие этапы:

- на начальном этапе моделирование предстоящих работ для рационального выбора параметров измерений и систем наблюдений;

- экспресс-обработка имеющихся первичных данных УЗК, с целью получения предварительной информации о строении массива и качестве первичного материала. В этом случае есть возможность провести повторные измерения для исключения ошибок;

Таблица 2.

Скорости, км/с Эф коэф. затухания, сц, м'1 Коэф пористости, Кп % Ср. пл-ть, р кг/м' Время релаксации т 10"6 с Коэф прониц., Кпр 10"'

Продольных волн Ур Поперечных волн Уя

Аргиллиты 2 58-2.82 2.69 I 07-1 45 1.26 4.34-16 85 10.16 4.7-15 4 10.1 2 38-2.66 2.52 2 59-9.42 5.88 4 66-16 90 10.60

Песчаники 2 83-4 38 3.53 1.46-2 48 1.84 2.42-12 10 5.54 2 9-11.5 6.2 2.54-2.77 2.68 1.22-5.22 2.71 2.19-9 39 4 89

Долериты 4 33-6 00 5.27 2 25-3.42 2.82 1.47-14 11 3.59 1.2-11.9 3.7 2 22-2.77 2.68 0.35-4.19 1.13 0 63-7 55 2.03

Ортосланцы 3 45-6 93 6.12 2 11-3 77 3.32 0.46-10.35 3.19 1 3-14.2 4.68 2.60-2.96 2.85 0 12-4 22 •1.27 0 21-7 60 2 29

Гнейсы 5 39-5.73 5.58 3.18-3 40 3.29 0 35-1.04 0.71 0.9-2 6 1.7 2.73-2 78 2.75 0 43-1.28 0.85 0.78-2.30 1.54

Диабазы (осл.) 5.32-6 08 5 83 3 14-3 55 3.44 0.58-2 37 1.04 1.6-2.3 1.9 2.74-2.76 2.75 0 80-1.14 0.96 1.44-2 05 1.73

Граниты 4 37-5 76 5.40 2.79-3 30 3 00 0.16-9 42 1.98 1 2-8.6 3.3 2.49-2.68 2.62 0.62-4.67 1.72 1.11-8.4! 3.10

- стандартная обработка по выделению и корреляции упругих волн. На основании данных об изменении по глубине скоростей упругих волн и эффективного коэффициента затухания проводиться оценка блочности, анизотропии, зоны разгрузки и выделение отдельных трещин;

по скоростям упругих волн на основании имеющихся корреляционных зависимостей определяются такие параметры как модуль деформации, прочность и др.;

- на основании формул (5 - 14) рассчитываются коэффициент пористости, общая плотность, реологические параметры, коэффициент проницаемости, модуль сдвига, модуль упругости, коэффициент Пуассона;

- при сопоставлении данных полученных разными комплектами оборудования проводится моделирование для введения соответствующих поправок за частоту источника;

- на заключительном этапе обработки и интерпретации проводиться сопоставление всех имеющихся данных: геофизических, геомеханических, геологических.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение научной задачи -разработки способа повышения информативности и достоверности ультразвукового каротажа, практическое внедрение которого положительно скажется на оценке состояния горных пород и точности определения их физико-механических свойств.

Основные научные результаты заключаются в следующем.

1. Определение эффективного коэффициента затухания по полной энергии сигнала является оперативным и надежным источником информации о величине затухания поперечных волн.

2. Установленные частотные зависимости и характер изменения величины эффективного коэффициента затухания, в исследованном диапазоне частот, позволяют определять тип конкретных горных пород.

3. Исследовано качественное влияние расположения трещин различной ориентации на изменение величины коэффициента затухания.

4. Разработана методика обработки данных УЗК с учетом динамических характеристик сигнала, позволяющая:

- оценивать текущее состояние массива по величине эффективного коэффициента затухания;

- проводить измерения в обсаженных скважинах, что существенно повышает информативность ультразвукового каротажа в неблагоприятных условиях;

- получать дополнительные физико-механические и реологические характеристики массива: коэффициентов пористости, проницаемости, постоянных Ламе, вязкоупругих показателей, общей плотности, времени и постоянной релаксации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Аверин А П. Сейсмоакустические исследования современного состояния скального массива на участке напорного водовода №2 Днестровской Г АЭС. В кн. Безопасность энергетических сооружений. Вып. 10. ОАО «НИИЭС». М: 2002. - С. 3-11.

2. Аверин А.П. Исследование параметров затухания при ультразвуковых наблюдениях. Горно-информационный бюллетень, №10, изд-во МГГУ, 2004.-С. 112-114.

3. Аверин А.П. Анализ динамических параметров волновых пакетов при ультразвуковых исследованиях в шпурах и скважинах. Горная геология, геомеханика и маркшейдерия. Сб. научных докладов. Донецк: УкрНИМИ НАН Украины, 2004. - С. 142-146.

Лицензия ЛР №21037 от 08 февраля 1996 г. Подписано в печать с оригинал-макета 09.03.2005 г. Формат 60x84 1/16. Бумага «Mega Copy Office». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ №112.

Издание ИПКОН РАН 111020г. Москва, Крюковский тупик, д.4

25.00

фг

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Аверин, Андрей Петрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ГЕОКОНТРОЛЯ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД.

1.1. Общая характеристика изучаемых объектов.

1.2. Методы изучения физико-механических и реологических свойств горных город.

1.3. Численные методы математического моделирования.

1.4. Теоретические исследования природы поглощения.

1.5 Способы экспериментального определения коэффициента затухания.

1.6. Точность и представительность экспериментальных оценок коэффициента затухания.

1.7. Анализ волновой картины и природа регистрируемых волн.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ПОГЛОЩАЮЩИХ СРЕДАХ.

2.1. Математическая модель полного волнового поля и ее конечноразностное представление.

2.2. Исследования по интегральной оценке физико-механических и реологических свойств массива горных пород.

2.3. Аппаратура и методика полевых измерений.

2.4. Экспериментальное определение коэффициентов затухания упругих волн по данным УЗК.

2.5. Выбор параметров модели.

2.6. Результаты моделирования.

ВЫВОДЫ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ И СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ.

3.1. Днестровская ГАЭС.

3.2. Саяно-Шушенская ГЭС.

3.3. Богучанская ГЭС.

3.4. Бурейская ГЭС.

3.5. Красноярский ГХК.

3.6. Оценка возможности выделения отдельных трещин и их ориентации по данным УЗК.

ВЫВОДЫ.

4. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ УЗК С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГИСТРИРУЕМЫХ СИГНАЛОВ.

4.1. Назначение методики.

4.2. Сущность методики.

4.3. Проведение полевых измерений.

4.4. Обработка материалов УЗК.

4.5. Интерпретация результатов ультразвукового каротажа.

4.6. Оценка погрешности расчетов.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методика определения свойств и состояния горных пород в массиве на основе затухания ультразвуковых волн"

Актуальность проблемы. Информация о строении и состоянии породных массивов, как важнейшее условие правильных проектных решений, необходима при выборе и обосновании рациональной технологии добычи полезных ископаемых, обеспечивающей безопасность горных работ на шахтах и рудниках, при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, наземных и подземных атомных электростанций, других объектов технического назначения, находящихся во взаимодействии с окружающим массивом.

Для изучения массива горных пород в окрестностях выработок применяются различные геологические, геодезические и геофизические методы, причем именно последние с каждым годом занимают все более доминирующее положение в геоконтроле. В свою очередь среди методов горной геофизики для решения многочисленных задач геоконтроля, связанных с исследованием относительно небольших участков массива и требующих высокой разрешающей способности, наиболее перспективны ультразвуковые методы. Последнее обуславливается не только наличием устойчивых функциональных и корреляционных связей параметров ультразвуковых сигналов с важнейшими свойствами и состоянием горных пород, но и высоким уровнем соответствующих разработок направленных на теоретическое, методическое и аппаратурное обеспечение контроля. Вместе с тем, до сих пор при ультразвуковых исследованиях изучаются преимущественно кинематические характеристики волн - времена пробега и определенные по ним скорости распространения упругих волн. Динамические характеристики волн (особенности формы записи, преобладающие частоты и амплитуды) обычно используются только на начальном этапе интерпретации данных измерений, при выделении и корреляции полезных волн. Теоретически и экспериментально установлено, что динамические характеристики упругих волн более чувствительны к изменению состояния среды, чем кинематические и, следовательно, могут служить не только дополнительным, но и основным источником информации при анализе геофизических данных.

Целью работы является получение дополнительной, ранее недоступной информации о физико-механических и реологических свойствах, строении и состоянии массивов горных пород на основе изучения динамических характеристик упругих волн ультразвука.

Идея работы состоит в разработке методики оперативного определения типов горных пород и их основных физико-механических свойств с использованием коэффициента затухания, вычисляемого по полной энергии ультразвуковых сигналов без идентификации на записях волн различной природы.

Задачи исследования:

1. Оценка возможности определения коэффициента затухания по полной энергии регистрируемого сигнала;

2. Установление для конкретных типов горных пород частотных зависимостей коэффициента затухания;

3. Исследование влияния расположения трещин различной ориентации на величину коэффициента затухания;

4. Разработка методики применения динамических характеристик регистрируемых ультразвуковых сигналов для углубленной обработки данных каротажа.

Методы исследований. При решении поставленных задач в работе применен комплекс методов исследований: анализ и обобщение результатов, полученных в данной области; численные и аналитические методы математического моделирования ультразвуковых волновых полей в массиве горных пород; компьютерная обработка, анализ и интерпретация полевых ультразвуковых данных с помощью разработанных алгоритмов и программных комплексов.

Научные положения, выносимые на защиту: определение коэффициента затухания возможно по энергии регистрируемого сигнала без выделения отдельных типов волн; для конкретного типа горных пород в ультразвуковом диапазоне зависимость коэффициента затухания от частоты имеет определенный вид; расположение и ориентация одиночной трещины относительно направления распространения упругих волн оказывает существенное влияние на величину коэффициента затухания; величина коэффициента затухания, определенная по полной энергии сигнала равна величине коэффициента затухания поперечной волны.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждается: согласованностью результатов экспериментальной обработки данных УЗК по существующей стандартной методике и предложенной методике обработки с учетом динамических параметров, а также данных независимых источников; представительным объемом и высоким качеством экспериментальных данных ультразвуковых измерений, использованных в качестве исходного материала для расчетов; применением современных компьютерных технологий при моделировании и расчетах.

Практическая ценность диссертации состоит в совершенствовании существующей методики получения и обработки данных ультразвуковых измерений на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, которая позволит повысить информативность и достоверность контроля за состоянием горного массива.

Реализация результатов работы. Полученные результаты использованы:

- при составлении методических рекомендаций по проведению ультразвукового каротажа, принятых к использованию ЦСГНЭО ф-л ОАО "Инженерный центр ЕЭС";

- в лекционном и лабораторном курсах дисциплины "Обработка и интерпретация результатов геофизических измерений и неразрушающего контроля" на физико-техническом факультете МГГУ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на XXII и XXIII международной молодежной научно-технической конференции "Гидроэнергетика в XXI веке" (г. Москва, 2001, 2004 г.г.), на симпозиуме "Неделя горняка" (г. Москва, МГГУ, 2004, 2005 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 179 страниц машинописного текста, включая 27 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 117 наименований и графическое приложение.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Аверин, Андрей Петрович

ВЫВОДЫ.

Скорректированная методика обработки данных УЗК, использующая наряду с кинематическими динамические параметры ультразвуковых волн, позволяет существенно расширить круг определяемых показателей горных пород и повысить надежность их определения. В частности при оценке динамических модулей упругости и сдвига возникает возможность более обоснованно выбрать значения плотности пород для отдельных интервалов скважины, что позволяет получить более достоверные величины Ед и G для исследуемых участков.

ф ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение научной задачи -разработки способа повышения информативности и достоверности ультразвукового каротажа, практическое внедрение которого положительно скажется на оценке состояния горных пород и точности определения их физико-механических свойств.

Основные научные результаты заключаются в следующем.

1. Определение эффективного коэффициента затухания по полной энергии сигнала является оперативным и надежным источником информации о величине затухания поперечных волн.

2. Установленные частотные зависимости и характер изменения величины эффективного коэффициента затухания, в исследованном диапазоне частот, позволяют определять тип конкретных горных пород.

3. Исследовано качественное влияние расположения трещин различной ориентации на изменение величины коэффициента затухания.

4. Разработана методика обработки данных УЗК с учетом динамических характеристик сигнала, позволяющая:

- оценивать текущее состояние массива по величине эффективного коэффициента затухания;

- проводить измерения в обсаженных скважинах, что существенно повышает информативность ультразвукового каротажа в неблагоприятных условиях;

- получать дополнительные физико-механические и реологические характеристики массива: коэффициентов пористости, проницаемости, постоянных Ламе, вязкоупругих показателей, общей плотности, времени и постоянной релаксации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Аверин, Андрей Петрович, Москва

1. Аверин А.П. Сейсмоакустические исследования современного состояния скального массива на участке напорного водовода №2 Днестровской ГАЭС. В кн. Безопасность энергетических сооружений. Вып. 10. ОАО «НИИЭС». М.: 2002.

2. Аверин А.П. Исследование параметров затухания при ультразвуковых наблюдениях. Горно-информационный бюллетень, №10, изд-во МГГУ, 2004.

3. Аверин А.П. Анализ динамических параметров волновых пакетов при ультразвуковых исследованиях в шпурах и скважинах. Горная геология, геомеханика и маркшейдерия. Сб. научных докладов. Донецк: УкрНИМИ НАН Украины, 2004.

4. Аверин А.П. Использование математического моделирования для исследования волновых процессов при ультразвуковой диагностике горного массива. В журнале «Гидротехническое строительство», НТФ «Энергопрогресс», №5, 2005.

5. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология. Теория и методы. Т.2. Пер. с англ. М.: МИР, 1983.

6. Аленцин А.Г. Волны Релея на неоднородном упругом полупространстве. "Прикладная математика и механика", t.XXVII, вып.З, 1963.

7. Аликбеков Г.И. Зависимость коэффициента теплопроводности от скорости сейсмических волн. В сб. "Влияние физических процессов на калий-аргоновый возраст минералов". Махачкала, 1981.

8. Ангелов Г.С., Ермолов И.Н., Марков А.И. и др. Применение ультразвука в промышленности. — М.: Машиностроение, 1979.

9. Балавадзе Б.К., Абашидзе В.Г. Наклоны и деформации земной коры в районе Ингурской ГЭС. Тбилиси: Мецниереба, 1985.

10. Бауков Ю.Н. Горная геофизика. Учебное пособие.- М.: МГГУ, 1996. Н.Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. — М.: Издво иностранной литературы, 1956.

11. Берзон И.С. Высокочастотная сейсмика. Изд-во АН СССР, 1957.

12. Берзон И.С. Епинатьева A.M., Парийская Г.Н., Стародубровская С.П. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах. Изд. АН СССР, М., 1962.

13. Борисенко А.А., Ковалев О.В. Исследование магнитных свойств углей и вмещяющих пород применительно к проблеме борьбы с внезапными выбросами. Изв. ВУЗов, Горный журнал, 1969, №6.

14. Бочкарева Т.Н. Разработка ультразвукового многочастотного метода и ^ средств контроля состояния приконтурного массива в окрестностивыработок. Автореферат к.т.н., МГГУ, 1997.

15. Бузятов В.Г., Кузнецов Г.И. Горизонтальные перемещения арочной плотины Ингури ГЭС по результатам высокоточной подземной полигонометрии. В кн.: Геолого-геофизические исследования в районе Ингурской ГЭС, Тбилиси: Мецниереба, 1981.

16. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1982.

17. Бурейский гидроузел на р. Бурее. Технический проект, том II. Природные условия, кн.2. Инженерно-геологические условия. Ленинград, Гидропроект, 1982.

18. Варга А.А. Инженерно-геологический анализ скальных массивов. М.: Недра, 1988.

19. Васильев Ю.И. Две сводки констант затухания горных пород. Изв. АН СССР, серия геофиз., №5, 1962.

20. Викторов И.А. Волны типа релеевских на цилиндрических поверхностях. Акустический журнал, т. IV, вып.2, 1958.

21. Газиев Э.Г. Изучение напряженно-деформированного состояния скального примыкания арочной плотины Ингури ГЭС на геомеханических моделях. В кн.: Геолого-геофизические исследования в районе Ингурской ГЭС, Тбилиси: Мецниереба, 1981.

22. Геофизические исследования в районе Ингурской ГЭС/ Под ред. Б.К. Балавадзе. Тбилиси: Мецниереба, 1981.

23. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика/Под ред. В.М. Запорожца. -М.:Недра, 1983.

24. Глухов А.А. Разработка критериев прогноза тектонических нарушений угольного пласта на основе методов математического моделирования: Автореф. к.т.н., МГИ, 1992.

25. Глушко В.Т., Ямщиков B.C., Яланский А.А. Геофизический контроль в шахтах и тоннелях. — М.: Недра, 1987.

26. Грацинский В.Г. Исследование особенностей распространения упругих волн при акустическом каротаже. Канд. диссертация, ИФЗ АН СССР, 1963.31 .Грацинский В.Г. Исследование упругих волн на моделях скважин. Изв. АН СССР, сер. геофиз., №3, 1964.

27. Гуманюк М.Н. Ультразвук в горной автоматике. Киев: Техника, 1970.

28. Гупта X. Растоги Б. Плотины и землетрясения. М.: Мир, 1979.

29. Иванов К.И., Бетанелли К.П. Исследование напряженного состояния угольных целиков сейсмическим методом в натурных условиях. -Научные сообщения ИГД им. Скочинского, вып. XX, М.: Госгортехиздат, 1963.

30. Иванова JI.A., Кондратьева Т.Г., Щербо М.Н. Определение поглощения взрывных волн в грунте по записям напряжения и деформации. — Изв. АН СССР, серия Физика Земли, №2, 1970.

31. Изучение напряженного состояния массивов пород в инженерно-геологических целях/ Золотарев Г.С., Каменнова Ю.А., Максимов С.Н. и др., М.: изд. МГУ, 1968.

32. Исследование горного давления геофизическими методами. Под ред. Ю.В. Ризниченко, С.Д. Виноградова. М: Наука, 1967.

33. Исследование напряженного состояния горных пород в складчатой структуре/ Бакун Н.Н., Силаева О.И., Терентьев В.А. и др. В кн.: Исследования по физике землетрясений, М.: Наука, 1976.

34. Казанцев В.Ф., Макаров JI.O., Марголин B.C. Измерение твердости ультразвуковыми методами. В сб. "Труды 4-ой научной конференциипо информационной акустике". — М., 1978.

35. Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978.

36. Карус Е.В. Геоакустические исследования механических свойств горных пород, вскрытых скважинами. Автореф. д.т.н., ИФЗ АН СССР, 1966.

37. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. Изд-во иностр. лит., 1955.

38. Комплексные инженерно-геофизические исследования при строительстве гидротехнических сооружений/ Под ред. А.И. Савича,

39. Б.Д. Куюнджича. М.: Недра, 1990.

40. Комплексные геодинамические полигоны. Методика и результаты. М.: Наука, 1984.

41. Кондратьев O.K. Сейсмические волны в поглощающих средах.- М.: Недра, 1986.

42. Коптев В.И. Определение упругих свойств горных пород методом ультразвукового каротажа в инженерной сейсморазведке. Диссертация к.т.н., М.: 1967.

43. Коптев В.И., Савич А.И. Результаты разработки сейсмоакустического метода оценки напряжений в массиве горных пород. В кн.: Vконференция изыскателей института "Гидропроект11 (тезисы докладов), М.: изд. Гидропроекта, 1978.

44. Куюнджич Б.Д. Исследования механических свойств скальных пород в Югославии. Вестник МГУ, сер. Геология, 1971, №1.

45. Лавров А.В., Шкуратник В.Л., Филимонов Ю.Л. Акустоэмиссионный эффект памяти в горных породах. -М.: МГГУ, 2004.

46. Лэмб Г. Динамическая теория звука. М.: Физматгиз, 1960.

47. Ляховицкий Ф.М. О соотношении упругих и прочностных свойств горных пород. В сб. "Геофизические исследования". — М.: Изд-во МГУ, 1964.

48. Маньков В.Н., Стефурак Л. А. Исследование механических и физических свойств грунтов ультразвуковым методом. В сб. "Труды ВНИИ по строительству магистральных трубопроводов". 1975, вып. 31.

49. Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука, 1977.

50. Миндлин Я.Л. Свободные упругие волны на поверхности трубы бесконечной толщины. "Прикладная математика и механика", т. XXVII, вып.З, 1963.

51. Милетенко И.В. Напряженное состояние и прогноз поведения массива при камерно-столбовой системе разработки. Алма-Ата: изд-во Наука Казахской ССР, 1987.

52. Напряженное состояние земной коры (по измерениям в массивах горных пород). М.: Наука, 1973.

53. Подъяпольский Г.С., Васильев Ю.И. О волне релеевского типа на несвободной поверхности. Изв. АН СССР, сер. геофиз., №9, 1960.

54. Предвестники разрушения большого образца горной породы/ Соболев Г.А., Семерчан А.А., Салов Б.Г. и др. Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1982.

55. Природа и методология определения тектонических напряжений в верхней части Земной коры. Апатиты: изд. КФАН СССР, 1982.

56. Рекомендации по изучению напряженного состояния пород сейсмоакустическими методами/ Под ред. А.И. Савича, Б.Д. Куюнджича. Москва - Белград: Изд. "Гидропроекта", 1986.

57. Решение литологических задач сейсмическими методами разведки./ Е.А. Галаган, A.M. Епинатьева, В.Н. Патрикеев, Н.Д. Стариченко. М.: Недра, 1979.

58. Ржевский В.В. Новик Г.Я. Основы физики горных пород. — М.:Недра, 1978.

59. Ржевский В.В., Ямщиков B.C. Ультразвуковой контроль и исследования в горном деле. М.: Недра, 1968.

60. Ржевский В.В. Ямщиков B.C. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. М.: Наука, 1973.

61. Ржевский В.В., Якобашвили О.П., Цыпкин А.И., Сафронова И.Б. Методические указания по оценке механического состояния горных массивов с помощью упругих волн. М.: Изд-во СФТГП ИФЗ АН СССР, 1976.

62. Ризниченко Ю.В., Глухов В.А. Об импульсном ультразвуковом каротаже. Изв. АН СССР, сер. геофиз., №11, 1956.

63. Самарский А.А. Теория разностных схем . -М.: Наука, 1982.

64. Савич А.И. Исследование деформационных свойств и деформационных процессов в приповерхностных частях земной коры. Автореф. д. ф.-м. н., М.: ИФЗ, 1980.

65. Савич А.И., Коптев В.И., Григорьянц Э.А. Изучение естественных напряжений в массивах горных пород сейсмоакустическими методами. В кн.: Скальное основание гидротехнических сооружений, М.: изд. Гидропроекта, 1974.

66. Савич А.И., Коптев В.И., Никитин В.Н., Ященко З.Г. Сейсмоакустические методы изучения массивов скальных пород. — М.: Недра, 1969.

67. Савич А.И., Ященко З.Г. Исследования упругих и деформационных свойств горных пород сейсмоакустическими методами. М.: Недра, 1979.

68. Сащурин А.Д. Измерение напряженного состояния массива крепких горных пород на больших базах. В кн.: Измерение напряжений в массиве горных пород, ч.1, Новосибирск: изд. ИГД СОАН СССР, 1976.

69. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках. М.: Недра, 1984.

70. Сейсмоакустические методы изучения массивов скальных пород/ Савич. А.И., Коптев В.И., Никитин В.Н и др. М.: Недра, 1969.

71. Сейсмоакустические методы изучения напряженного состояния горных пород на образцах и в массиве/ Ризниченко Ю.В., Силаева О.И., Шамина О.Г. и др. Труды Геофиз. Ин-та АН СССР, 1956.

72. Силаева О.И., Баюк Е.И. О природе анизотропии упругих свойств горных пород. Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, №12,1967.

73. Смульский П.Я. Богучанская плотина на р. Ангаре. В кн. Геология и плотины. Вып. XII М.: Энергоатомиздат, 1992.

74. Соболев Г.А., Шпоркин М.И. Аппаратура и методика для измерений вариаций напряжений в земле. В кн.: Напряженно-деформированное состояние и устойчивость скальных склонов и бортов карьеров, Фрунзе: Илим, 1979.

75. Современные проблемы механики скальных пород в энергетическомстроительстве/ Под ред. Н.М. Иванцова. — М.: Энергоиздат, 1986.

76. Справочник по физическим свойствам минералов и горных пород при высоких термодинамических параметрах/ Под ред. М.П. Воларовича. М.: Недра, 1978.

77. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород/ Под ред. Н.В. Мельникова и В.В. Ржевского. М.: Недра, 1975.

78. Теоретические основы инженерной геологии. Под ред. Е.М. Сергеева. Геологические основы. Физико-химические основы. М.: Недра, 1985.

79. Техника контроля напряжений и деформаций в горных породах. JL:• Наука, 1978.

80. Требуков А.Л., Лейзерович С.Г., Козлов В.И. Ультразвуковой метод контроля прочности твердеющей закладки. В сб. "Труды НИИ по проблемам КМА", 1978, №11.

81. Турчанинов И.А., Панин В.И. Руководство по определению напряженного состояния горных пород в массиве ультразвуковым методом. Апатиты: изд. КФАН СССР, 1970.

82. Халевин Н.И. Об импульсном интервальном звуковом каротаже. Изв. АН СССР, сер. геофиз., №3, 1958.

83. Халевин Н.И. Установка для акустических исследований в буровых скважинах. Изв. АН СССР, сер. геофиз., №1, 1961.

84. Цурков В.Е. Результаты исследований современных движений земной коры в районе Токтогульского водохранилища геодезическими методами. В кн.: Геофизическая характеристика и сейсмичность Киргизского Тянь-Шаня, Фрунзе: Илим, 1984.

85. Шамина О.Г. Модельные исследования физики очага землетрясения.1. М.: Наука, 1981.

86. Шерифф Р., Гелдарт JI. Сейсморазведка: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ.-М.:Мир, 1987.

87. Шкуратник B.JI. Горная геофизика. Ультразвуковые методы. Учебное пособие по дисциплине горная геофизика.- М.: МГИ, 1990.

88. Ямщиков B.C. Введение в геоакустику. М.: Изд-во МГИ, 1968.

89. Ямщиков B.C., Нисневич M.JI. Контроль качества на предприятиях нерудных строительных материалов. Л.: Строииздат, 1981.

90. Ямщиков B.C., Лыкова Э.А. К обоснованию акустического методаизучения некоторых реологических характеристик горных пород. — М.: Изв. ВУЗов. Горный журнал №12, 1966.

91. Biot М.А. Propagation of elastic waves in a cylindrical bore containing fluid. J. Appl Physics, 23, №9, 1952.

92. Kelly K.R., Ward R.W., Treitel S., Alford R.M. Synthetic seismograms, a finite-difference approach.- Geophysics, 41, 1976.

93. Korn M., Stock H. Reflection and transmission of Love channel waves at coal seam discontinuities computed with a finite-difference metod.-J.Gejphls., 1982.

94. McGarr A., Gay N.C. State of stress in the Earth's crust. Ann. Rev. Earth Plan. Sci., 1978, v.6.

95. Rummel F., Jung R. Hydraulic fracturing stress measurements near the Hohenzollern Graben-structure, SW Germany. PAGEOPH, v.l 13, 1975.

96. Smith W.D. A nonreflecting plane boundary for wave propagation problems.-J.Comp.Phys., 15, 1974.

97. White I.E. Computed seismic speeds and attenuation in rock with partial gas saturation. Geophysics, v.40, 1975.