實驗室Q值測量的方法與改進.pdf

1、該文應用線性粘彈理論和實驗手段研究巖石的衰減特性,作為描述這一性質的最主要的參數(shù),Q值是該文研究的核心.造成巖石衰減的機制有散射、內摩擦和孔隙流體流動等.巖石的Q值與壓力、溫度及孔隙流體等宏觀因素相關.在實驗室里測量Q值的方法主要有以下八種,我們從機制、模型、實驗結果等多方面進行了研究和對比,分析了它們的優(yōu)缺點和適用條件.頻譜比法是實驗室中測量巖石Q值的經(jīng)典方法.該方法基于常Q模型,利用經(jīng)過不同樣品機械波的頻譜比來計算巖石的Q值,步驟簡

2、單,計算簡便.但在處理數(shù)據(jù)時需手工截取波形和頻段,有一定的隨意性.波形反演法根據(jù)擴張波的頻散方程,通過對波形的反演來計算介質擴張波的Q值.為提高Q值反演精度,可先利用波相位譜反演波速.利用波形反演法測量了花崗巖和有機玻璃的Q值,并對擴張波的頻散進行了討論.能量法利用經(jīng)過不同長度樣品的波的能量來計算樣品的Q值,避免對細節(jié)的分析.對于實驗室所用的許多樣品尺寸和超聲波頻率,方法所得Q值介于縱波Q值和擴張波Q值之間.在循環(huán)加載下,Q值可以根據(jù)應

3、力-應變曲線由定義計算,需注意相位差法的適用條件.用不同的線性粘彈模型擬合了應力-應變曲線,得出相關參數(shù).考慮散射因子,對頻譜比法和頻率移動法進行了修正,對結果進行了對比.綜合回聲法和頻譜比法的思路,提出了等效阻抗法.將換能器和耦合層等效為一粘彈介質,借助參考樣品,利用二次反射波,引如擴散校正,通過頻譜分析測量與頻率有關的Q值.從實驗數(shù)據(jù)總結了波速與Q值的經(jīng)驗公式.在松散介質的循環(huán)加載實驗中,當波速與應變之間的關系為指數(shù)形式時,可利用波