А.И. Куприянов - Основы защиты информации (1022813), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Если напряжение возрастает еще больше, тело разрушается. Характерная кривая зависимости деформации от напряжения показана на рис. 4.12. Конкретный вид линейной связи между напряжением и деформацией в упругой области определяется для любого вещества характерными для него модулями упругости, каждый из которых 9$ .. 4.12. Характерная кривая зависимости деформации от напряжения в твердом теле "' ставляет собой отношение какого-либо вида напряжения к 'иикающей в результате его действия деформации.
Для стержпервоначальная длина которого /, а площадь поперечного сея 5', под действием растягивающей силы Г, приложенной к 'цам, длина увеличится на Ь|. Процесс удлинения характеризумодулем Юнга Е, определяемым отношением нормирован- " значений продольного напряжения и продольной деформа- (4.48) :,:'Растяжение такого стержня будет сопровождаться сокращени,его поперечного размера, т.е. стержень будет испытывать не , ко продольную, но и поперечную деформации.
Отношение " еречной деформации к продольной называется коэффициенПуассона о. ::Объемный модуль упругости К выражает отношение напряжек деформации в случае, когда к кубическому образцу веще- , а приложено простое гидростатическое давление Р. Возникаюпри этом объемная деформация равна величине изменения ма Л К нормированной к первоначальному объему ~: Р Х= —. = л~/~ ;.::Аналогичным образом модуль сдвига ц определяется как отнояие сдвигового напряжения т к соответствующей сдвиговой дермации 1я8: (4.50) Наконец, модуль продольной деформации ~~ определяется как отношение продольного напряжения к продольной деформации при отсутствии поперечной деформации, т.е. когда материал может деформироваться только вдоль одной оси: Ч~ Г/Я (4.51) И~1 Сейсмические волны — это импульсы энергии упругой деформации, распространяющиеся во все стороны от источника сейсмических колебаний.
За исключением ближайших окрестностей источника, деформации, возникающие в среде при прохождении сейсмического импульса, невелики, и их можно считать упругими. При этом предположении скорости распространения сейсмических импульсов определяются модулями упругости и плотностями веществ, через которые они проходят. Существуют две группы сейсмических волн: объемные и поверхностные волны. В обьеме упругого твердого тела могут распространяться объемные волны двух типов. Продольные волны сжатия вызывают одноосные деформации в направлении распространения.
Поэтому движение частицы, связанное с прохождением волны сжатия, — это колебание относительно некоторой фиксированной точки в направлении распространения волны. Поперечные волны сдвига при прохождении создают деформацию в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Движения отдельных частиц среды в волнах сдвига представляют собой колебания около некоторой фиксированной точки в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Если все колебания частиц лежат в одной плоскости, то говорят, что поперечная волна плоскополяризована. Скорость распространения объемной волны в любом веществе определяется параметрами среды распространения 1141: (4.52) где М вЂ” соответствующий модуль упругости вещества; р — плотность.
В соответствии с (4.52) скорость и продольной объемной волны, создающей одноосную деформацию сжатия, равна ($.53) 4 или, поскольку ~г = ~+ — И, 100 Х+ 1,33р "Р (4.54) ::::::Скорость ю, поперечной объемной волны, создающей дефорию чистого сдвига, равна (4.55) !.':;:. Из соотношений (4.52)... (4.55) можно видеть, что продольные ны всегда распространяются быстрее, чем поперечные.
Отно'. ние скоростей и,/ю, в любом веществе определяется исключи- но величиной коэффициента Пуассона о этого вещества: ир 2(1 — о) и, 1 — 2о' (4.56) 101 ', оскольку коэффициент Пуассона для однородных веществ обычсоставляет о = 0,25, то а, 1,7ю,. ':-. Объемные волны не диспергируют, т.е. все частотные составщие в волновом импульсе в любом веществе распространяют': с одной и той же скоростью, определяемой только модулями , угости и плотностью вещества. .; Подавляющее большинство наблюдений приемниками сейсеских разведок базируется на использовании одних лишь про' ьных волн, и в дальнейшем нашем рассмотрении все внимае будет сконцентрировано именно на этих волнах.
;; Сейсмический импульс распространяется от источника возмуния со скоростью, определяемой физическими свойствами окающих пород, слагающих земную кору. Если среда однородя, то он будет иметь одну и ту же скорость во всех направленитак что в любой последующий момент времени волновой онт, представляющий собой геометрическое место точек, ко'.рых достигла волновая энергия, будет сферическим.
Сейсмикие лучи в изотропной среде повсюду перпендикулярны вол': вым фронтам. Понятие лучей не несет какого-либо физическосмысла, но очень помогает при рассмотрении путей перемеще" я сейсмической энергии в земных недрах. =:;. Следует заметить, что скорость распространения сейсмической ны — это скорость, с которой в среде перемещается сейсмиская энергия. Это не то же самое, что скорость движения частиц " еды, смещенных со своих мест в результате прохождения волны.
апример, в случае продольных объемных волн их скорость расстранения в горных породах обычно равна нескольким тыся- метров в секунду. Возникающие при их прохождении колеба- тельные движения грунта характеризуются скоростями частиц, зависящими от амплитуды волны. Для слабых сейсмических волн, регистрируемых средствами сейсморазведки, скорости частиц могут составлять лишь 10 ~ м/с. Им соответствуют смещения всего лишь около 10-®~ м. Чтобы обнаружить сейсмические волны, приходится измерять эти весьма малые скорости частиц.
По мере распространения сейсмического импульса первоначальная энергия Д, излучаемая наружу от источника, распределяется по сферической оболочке увеличивающегося радиуса, Если радиус этой оболочки г, то энергия, падающая на единичную площадку оболочки, составит Ц/юг ~. Поэтому вдоль лучевой траектории энергия уменьшается как г ~, а амплитуда волны, в однородной среде пропорциональная квадратному корню из энергии, уменьшается как г '.
Следующей причиной потерь энергии вдоль луча является то, что реакция земли на прохождение по ней сейсмических волн не является идеально упругой. Упругая энергия постепенно поглощается средой в результате потерь на внутреннее трение, что в конце концов приводит к полному исчезновению сейсмического возмущения. Коэффициент поглощения а определяет долю энергии на расстоянии, равном длине волны.
У материалов, из которых обычно состоит поверхность Земли, значения а изменяются 0,25 ...0,75 дБ/Х, Обычно предполагается, что в диапазоне частот, используемых в сейсморазведке, коэффициент поглощения не зависит от частоты. Если величина поглощения на единицу длины волны постоянна, то из этого следует, что волны более высоких частот затухают со временем или расстоянием быстрее, чем низкочастотные. Поэтому форма сейсмического импульса с широким частотным спектром в процессе распространения непрерывно изменяется вследствие постепенной потери более высоких частот.
В целом эффект поглощения сводится к постепенному удлинению сейсмического импульса по мере распространения. Источник сейсмических колебаний — это ограниченная по размерам область, внезапное выделение энергии в которой быстро приводит в напряженное состояние окружающую среду. Большинство источников сейсмических колебаний, как уже говорилось, генерирует энергию преимущественно в виде продольных волн, которые в основном и используются в сейсморазведке. Существует множество разнообразных источников сейсмических колебаний, обладающих различными уровнями энергии и частотными спектрами излучения.
В целом сейсмический источник содержит широкий диапазон частотных составляющих в пределах интервала от одного до нескольких сотен герц, хотя часто энергия сконцентрирована в некоторой более узкой полосе частот. Основные источники, информативные для средств сейсмо- 102 ведки, это различные взрывы. Но информативны также и мик';:. ейсмы (слабые источники, например сотрясение земной похности от прохождения техники, ударных волн, создаваемых чными летательными аппаратами, от работы промышленх энергетических установок). ''::;: В результате работы средств сейсморазведки формируется сей' ограмма — представленная в аналоговой или цифровой форме ись амплитуд смещений и колебаний почвы в функции време", .
Для получения сейсмограмм движения грунта преобразуются в ; ектрические сигналы. Эти сигналы усиливаются, фильтруются "', регистрируются. В стандартной схеме наблюдений колебания " чвы фиксируются в большом числе точек на земной поверхно. Для этой цели обычно применяются многоканальные систе- - ~ регистрации, у которых число отдельных сейсморегистрирую'- их каналов иногда достигает нескольких сотен. Во всех системах ",йсморегистрации, кроме самых простых, для облегчения пос",едующей цифровой обработки данные записываются в цифро' й форме, облегчающей ввод в ЭВМ для последующей вторич' ой обработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
