Abstract

Ultrasonic measurements of the solid samples or laboratory models are very effective. But the measurements of the nonconsolidated media, such as water-saturated granular sediments, have a lot of difficulties. It is very difficult to investigate the dependence of sediments acoustic properties from many factors in laboratory. At the same time some boundary effects at the non-solid sample surface can be used for frequency band widening without changing sample size. On the other hand, effect parameters can be used as measure of particle connections in media.

Keywords

Piezoelectric transducers, water-saturated granular sediments, frequency redistribution, non-linear effects,

Reference

  •  1) Vladov M.L., Mozganova A.V., Shalaeva N.V. Opredelenie parametra pogloscheniya seysmicheskih voln v porodah verhney chasti razreza // Vestnik Moskovskogo un-ta. Ser.: Geologiya. 2003. №5. S. 64-68.

  •  2) Gorbacevich F.F. Akustopolyariskopiya porodoobrazuyuschih mineralov i kristallicheskih porod. Apatity: Izd-vo Kolskogo nauchnogo centra RAN, 2002. 152 s.

  •  3) Zaycev V.Yu., Kolpakov A.B., Nazarov V.E. Detektirovanie akusticheskih impulsov v rechnom peske // Akusticheskiy zhurnal. T. 45. 1999. №3. S. 347-354.

  •  4) Ivakin B.N. Metody modelirovaniya seysmicheskih volnovyh yavleniy. M.: Nedra, 1969. 287 s.

  •  5) Kalinin V.V., Vladov M.L., Oshkin A.N. Transformaciya spektra volnovyh geofizicheskih signalov v neliney nyh geologicheskih sredah // Vestnik Moskovskogo un-ta. Ser.: Geologiya. 2010. №3. S. 63-68.

  •  6) Loginov K.I., Zhukov A.P., Shneerson M.B., Loginov I.V. Nelineynye volnovye polya v akusticheskom karotazhe i vibracionnoy seysmorazvedke. Tver: Izd-vo GERS, 2012. 88 s.

  •  7) Oshkin A.N. Mnogovolnovaya seysmorazvedka. Ultrazvukovye issledovaniya v laboratorii: ucheb. posobie. M.: Izd-vo MGU, 2008. 33 s.

  •  8) Ultrazvukovye preobrazovateli dlya nerazrushayuschego kontrolya / Pod red. Ermolova I.N. M.: Mashinostroenie, 1986. 280 s.

  •  9) Bonner B.P., Berge P.A., Aracne-Ruddle C., Boro C., Hardy E., Trombino C. Ultrasonic characterization of synthetic soils for application to near-surface geophysics // Proceedings of the 12th Annual Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP). Oakland, California. March 14-18, 1999. Environmental and Engineering Geophysical Society. Wheat Ridge. CO. 455-463.

  •  10) Bonner B.P., Berge P.A., WildenschildD. Compressional and shear wave velocities for artificial granular media under simulated near surface conditions // Expanded abstract. Society of Exploration Geophysicists International Exposition and Seventy-First Annual Meeting. Sept. 9-14, 2001.

  •  11) Chotiros N.P., Isakson M.J. A broadband model of sandy ocean sediments: Biot-Stoll with contact squirt flow and shear drag // J. Acoust. Soc. Am. 116. 2004. Pp. 2011-2022.

  •  12) Lee K., Humphrey V. Frequency dependencies of phase velocity and attenuation coefficient in a water-saturated sandy sediment from 0.3 to 1.0 MHz. // J. Acoust. Soc. Am. 121. 2007.

  •  13) PrasadM., Zimmer M.A., Berge P.A, Bonner B.P. Laboratory Measurements of Velocity and Attenuation in Sediments // Society of Exploration Geophysicists. Tulsa July. 2004.

  •  14) Robb G.B.N., Best A.I., Dix J.K., Bull J.M., Leighton T.G. and White P.R. The frequency dependence of compressional wave velocity and attenuation coefficient of intertidal marine sediments // J. Acoust. Soc. Am. 120. 2006.

  •  15) Sams M., Goldberg D. The validity of Q estimates from borehole data using spectral ratios // Geophysics. Vol. 55. 1990. №1. P. 97-101.

  •  16) Zhang C., Ulrych T.J. Estimation of quality factors from CMP records // Geophysics. Vol. 67. №5. 2002. P. 1542-1547.

  •  17) Zimmer M.A., Bibee L.D., Richardson M.D. Frequency dependent sound speed and attenuation measurements in seafloor sands from 1 to 400 kHz // Naval Research Laboratory Report. 2005.

Об ультразвуковых измерениях на образцах неконсолидированных сред

Шалаева Н.В. Владов М.Л. Токарев М.Ю. Стручков В.А. Чувилин Е.М.

Аннотация

Ультразвуковые измерения с пьезоэлектрическими преобразователями являются весьма эффективными при работе на твердых образцах или моделях реальных сред. Измерения на моделях неконсолидированных сред, таких как водонасыщенные гранулированные осадки, вызывают много затруднений. Зависимость акустических свойств осадка от разных факторов и для широкого частотного диапазона трудно исследовать в лабораторных условиях. В то же время некоторые эффекты, возникающие на контакте источников и приемников с неконсолидированной средой, могут быть использованы для расширения частотного диапазона исследований без изменения размеров образца. С другой стороны, параметры этих эффектов могут быть мерой связи между частицами в среде.

Ключевые слова

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Шалаева Н.В. Владов М.Л. Токарев М.Ю. Стручков В.А. Чувилин Е.М. Об ультразвуковых измерениях на образцах неконсолидированных сред // Геофизика. 2016. № 2. С. 24-31.

Список литературы

  •  1) Владов М.Л., Мозганова А.В., Шалаева Н.В. Определение параметра поглощения сейсмических волн в породах верхней части разреза // Вестник Московского ун-та. Сер.: Геология. 2003. №5. С. 64-68.

  •  2) Горбацевич Ф.Ф. Акустополярископия породообразующих минералов и кристаллических пород. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2002. 152 с.

  •  3) Зайцев В.Ю., Колпаков А.Б., Назаров В.Е. Детектирование акустических импульсов в речном песке // Акустический журнал. Т. 45. 1999. №3. С. 347-354.

  •  4) Ивакин Б.Н. Методы моделирования сейсмических волновых явлений. М.: Недра, 1969. 287 с.

  •  5) Калинин В.В., Владов М.Л., Ошкин А.Н. Трансформация спектра волновых геофизических сигналов в нелиней ных геологических средах // Вестник Московского ун-та. Сер.: Геология. 2010. №3. С. 63-68.

  •  6) Логинов К.И., Жуков А.П., Шнеерсон М.Б., Логинов И.В. Нелинейные волновые поля в акустическом каротаже и вибрационной сейсморазведке. Тверь: Изд-во ГЕРС, 2012. 88 с.

  •  7) Ошкин А.Н. Многоволновая сейсморазведка. Ультразвуковые исследования в лаборатории: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2008. 33 с.

  •  8) Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля / Под ред. Ермолова И.Н. М.: Машиностроение, 1986. 280 с.

  •  9) Bonner B.P., Berge P.A., Aracne-Ruddle C., Boro C., Hardy E., Trombino C. Ultrasonic characterization of synthetic soils for application to near-surface geophysics // Proceedings of the 12th Annual Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP). Oakland, California. March 14-18, 1999. Environmental and Engineering Geophysical Society. Wheat Ridge. CO. 455-463.

  •  10) Bonner B.P., Berge P.A., WildenschildD. Compressional and shear wave velocities for artificial granular media under simulated near surface conditions // Expanded abstract. Society of Exploration Geophysicists International Exposition and Seventy-First Annual Meeting. Sept. 9-14, 2001.

  •  11) Chotiros N.P., Isakson M.J. A broadband model of sandy ocean sediments: Biot-Stoll with contact squirt flow and shear drag // J. Acoust. Soc. Am. 116. 2004. Pp. 2011-2022.

  •  12) Lee K., Humphrey V. Frequency dependencies of phase velocity and attenuation coefficient in a water-saturated sandy sediment from 0.3 to 1.0 MHz. // J. Acoust. Soc. Am. 121. 2007.

  •  13) PrasadM., Zimmer M.A., Berge P.A, Bonner B.P. Laboratory Measurements of Velocity and Attenuation in Sediments // Society of Exploration Geophysicists. Tulsa July. 2004.

  •  14) Robb G.B.N., Best A.I., Dix J.K., Bull J.M., Leighton T.G. and White P.R. The frequency dependence of compressional wave velocity and attenuation coefficient of intertidal marine sediments // J. Acoust. Soc. Am. 120. 2006.

  •  15) Sams M., Goldberg D. The validity of Q estimates from borehole data using spectral ratios // Geophysics. Vol. 55. 1990. №1. P. 97-101.

  •  16) Zhang C., Ulrych T.J. Estimation of quality factors from CMP records // Geophysics. Vol. 67. №5. 2002. P. 1542-1547.

  •  17) Zimmer M.A., Bibee L.D., Richardson M.D. Frequency dependent sound speed and attenuation measurements in seafloor sands from 1 to 400 kHz // Naval Research Laboratory Report. 2005.