Журналы →  Горный журнал →  2017 →  №4 →  Назад

ФИЗИКА ГОРНЫХ ПОРОД И ПРОЦЕССОВ
Название Исследование структуры и упругих свойств геоматериалов с помощью контактной широкополосной ультразвуковой структуроскопии
DOI 10.17580/gzh.2017.04.05
Автор Винников В. А., Захаров В. Н., Малинникова О. Н., Черепецкая Е. Б.
Информация об авторе

Горный институт НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Винников В. А., зав. кафедрой, д-р физ.-мат. наук, vinnikovva@misis.ru
Черепецкая Е. Б., проф., д-р техн. наук

ИПКОН РАН, Москва, Россия:

Захаров В. Н., директор, чл.-корр. РАН, проф., д-р техн. наук
Малинникова О. Н., зав. лабораторией, д-р техн. наук

Реферат

Проанализированы существующие неразрушающие способы получения информации о внутренней структуре и свойствах образцов горных пород. Рассмотрен принцип работы современной аппаратуры для контактной широкополосной ультразвуковой структуроскопии. Приведены результаты измерения скоростей упругих волн и модулей упругости в образцах геоматериалов, а также 2D-визуализация их внутренней структуры. Показаны возможности контактной лазерно-ультразвуковой структуроскопии для определения внутренней структуры образцов в тех случаях, когда все другие методы неприменимы.

Работа выполнена в рамках гранта РНФ № 16-17-10181.

Ключевые слова Неразрушающие методы, механические свойства образцов горных пород, измерение скоростей упругих волн и модулей упругости, контактная лазерно-ультразвуковая структуроскопия
Библиографический список

1. Поспелова Г. А., Аникович М. В., Хоффекер Дж. Ф., Кадзилко-Хофмокл М. Разработка магнитного метода реконструкции палеоклимата времени формирования пород (на примере разреза палеолитической стоянки Костенки-12, Воронежская обл.) // Физика Земли. 2007. № 12. С. 55–71.
2. Collar F., Fenning P., Mora C. Application of drillhole vector magnetic measurements to resolve the position of existing underground structures // NDT & E International. 2005. Vol. 38. Iss. 3. P. 231–236.
3. Пущаровский Д. Ю. Рентгенография минералов. – М. : ЗАО «Геоинформмарк, 2000. – 290 с.
4. Иванов М. К., Бурлин Ю. К., Калмыков Г. А., Карнюшина Е. Е., Коробова Н. И. Петрофизические методы исследования кернового материала (Терригенные отложения) : учеб. пособие : в 2 кн. – М. : Изд-во Московского ун-та, 2008. Кн. 1. – 105 стр.
5. Еременко Н. М., Муравьева Ю. А. Применение методов рентгеновской микротомографии для определения пористости в керне скважин // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2012. Т. 7. № 3. С. 1–12. URL: http://www.ngtp.ru/rub/2/35_2012.pdf (дата обращения: 25.02.2017).

6. Савицкий Я. В. Современные возможности метода рентгеновской томографии при исследовании керна нефтяных и газовых месторождений // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология, нефтегазовое и горное дело. 2015. № 15. С. 28–37.
7. Mao L., Zuo J., Yuan Z., Chiang F.-P. Full-field mapping of internal strain distribution in red sandstone specimen under compression using digital volumetric speckle photography and X-ray computed tomography // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 7. Iss. 2. P. 136–146.
8. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Неразрушающий контроль : справочник : в 7 т. – М. : Машиностроение, 2004. Т. 3. Ультразвуковой контроль. – 864 с.
9. Aker E., Kühn D., Vavryčuk V., Soldal M., Oye V. Experimental investigation of acoustic emissions and their moment tensors in rock during failure // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 2014. Vol. 70. P. 286–295.
10. Stoeckhert F., Molenda M., Brenne S., Alber M. Fracture propagation in sandstone and slate – Laboratory experiments, acoustic emissions and fracture mechanics // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 7. Iss. 3. P. 237–249.
11. Кларк Э. Р., Эберхардт К. Н. Микроскопические методы исследования материалов. – М. : Техносфера, 2007. – 375 с.
12. Маев Р. Г. Акустическая микроскопия. – М. : Торус-Пресс, 2005. – 384 с.
13. Петронюк Ю. С., Мороков Е. С., Левин В. М. Методы импульсной акустической микроскопии в промышленной диагностике // Известия РАН. Серия физическая. 2015. Т. 79. № 10. C. 1425–1431.
14. Zakutailov K. V., Levin V. M., Petronyuk Yu. S. High-resolution ultrasound methods: Microstructure visualization and diagnostics of elastic properties of modern materials (Review) // Inorganic Materials. 2010. Vol. 46. Iss. 15. P. 1655–1661.
15. Капитонов А. М., Редькин В. Е. Физико-механические свойства композиционных материалов. Упругие свойства. – Красноярск : Сибирский федер. ун-т, 2013. – 532 с.
16. Lematre M., Benmehrez Y., Bourse G., Xu J. W., Ourak M. Acoustic microscopy measurement of elastic constants by using an optimization method on measured and calculated SAW velocities: effect of initial cij values on the calculation convergence and infl uence of the LFI transducer parameters on the determination of the SAW velocity // NDT & E International. 2002. Vol. 35. Iss. 5. P. 279–286.
17. Садовничий Р. В., Михайлина А. А., Рожкова Н. Н., Инина И. С. Морфологические и структурные особенности кварца шунгитовых пород максовской залежи // Труды Карельского научного центра РАН. 2016. № 2. Серия: Геология докембрия. С. 73–88.
18. Раков Л. Т., Щипцов В. В., Дубинчук В. Т., Скамницкая Л. С. Кварцевое сырье Карело-Кольского региона: о природе образования и генетическом значении субмикроскопических структурных неоднородностей в кварце // Труды Карельского научного центра РАН. 2015. № 7. Серия: Геология докембрия. С. 164–180.
19. Чаженгина С. Ю., Рыбникова З. П., Светов С. А. Сканирующая электронная микроскопия и рамановская спектроскопия как комплекс методов для исследования зональности минералов (на примере шпинелидов из архейских коматиитов) // Записки Российского минералогического общества. 2015. Т. 144. № 6. С. 94–106.
20. Pelivanov I., Buma T., Xia J., Wei C.-W., O’Donnell M. NDT of fiber-reinforced composites with a new fiber-optic pump–probe laser-ultrasound system // Photoacoustics. 2014. Vol. 2. Iss. 2. P. 63–74.
21. Scruby C. B., Drain L. E. Laser Ultrasonics. Techniques and Applications. – London : CRC Press, 1990. – 462 p.
22. Karabutov A. A., Cherepetskaya E. B., Sokolovskaya Y. G., Morozov D. V., Vinnikov V. A. Study of Effects of Weathering Factors on Internal Structure of Rocks by Laser Ultrasonic Spectroscopy // Applied Mechanics and Materials. 2016. Vol. 843. P. 51–58.

Полный текст статьи Получить
Назад