岩石中孔隙流体含量对超声波衰减影响的实验研究

目前,关于岩石中孔隙流体含量对超声波衰减影响的实验数据还很少。本文介绍的由瞬态波形存贮器和微机控制系统组成的超声波信号采集与数字处理系统,适于实验室内测量超声衰减与流体含量的变化关系。作者以砂岩试件作了实验并取得一些有价值的数据。 实验研究结果,表明砂岩中横波衰减随饱和度增加而增加,纵波衰减随饱和度增加有一个明显的峰值出现。砂岩中声波衰减的品质因数Q值比声波速度v值反映岩石的物理力学性质更灵敏。从所得数据看,同一岩石的Q值随含水量变化量为速度变化量的五倍以上。     

对九脚探头磁导率、检测电压与应力相关性研究

为了研究九脚探头的磁导率、检测电压与应力之间的关系,基于法拉第电磁感应定律和磁路定律,推导了九脚探头的磁导率同检测电压的关系.利用该探头测试了Q235,Q255,Q345钢试件在不同应力条件下,探头的检测电压同励磁电压、应力之间的变化曲线关系,实验结果表明:在相同的励磁电压下,测试应力在达到试件屈服点之前,检测电压同应力呈线性关系,在测试应力达到试件屈服点附近时,检测电压随应力增加而快速降低,呈非线性关系,从而证明了磁导率、检测电压、应力三者之间的关联性.     

泵油饱和砂岩黏弹行为的实验研究

通过Metravib热机械分析仪, 用固定静载为100 N、 正弦波动载荷为60 N的应力-应变实验方法, 在温度为-50---175 ℃, 升温速率为1 ℃/min, 频率为1---1000 Hz的条件下, 对泵油饱和长石砂岩、 彭山砂岩样品进行单轴循环加载实验, 研究了饱和多孔岩石在弹性范围内的衰减、 耗散角、 杨氏模量和弹性波波速随温度和频率的变化规律. 取得了随频率增高饱和多孔岩石的衰减峰和耗散角峰的峰位向高温方向移动的热激活弛豫规律, 并求得弛豫峰的激活能和跃迁频率, 以饱和砂岩的特点对此作出了解释. 发现岩石中矿物离子置换时的相变内耗峰, 并用动态观点解释了该相变峰. 还获得杨氏模量和弹性波波速随温度升高而下降、 随频率增高而增大的频散效应, 随温度升高频散效应有减弱的趋势. 该研究结果对理论模型研究具有指导意义, 对地震资料的解释具有实用价值.     

0.5～4.0 GPa、100～300 ℃条件下辉长岩弹性波速及衰减特征

 报道了100～300 ℃、0.5～4.0 GPa条件下辉长岩纵波速度（v_P）和横波速度（v_S）,并且根据品质因子（Q_P、Q_S）的变化讨论了该条件下辉长岩的物性特征及其地震地质意义。实验结果表明：压力为0.5～4.0 GPa时,固定温度下辉长岩v_P、v_S、Q_P、Q_S随压力增大而递增,并且在0.5～2.3 GPa压力范围内它们随压力的变化率比在2.3～4.0 GPa范围内的大;固定压力下,温度从100 ℃增至300 ℃时,辉长岩v_P、v_S、Q_P、Q_S呈线性下降趋势。进一步分析得到：在0.5～2.3 GPa压力下,随着压力的增加辉长岩样品不断被压缩,样品的连续性变好,弹性加强,弹性波衰减变小,波速与Q值升高;在2.3～4.0 GPa压力下,样品被压密,样品接近连续弹性介质,弹性波衰减很小,波速与Q值的变化速率变小;在温度为100～300 ℃条件下,辉长岩样品内部以膨胀为主,样品密度变小,弹性波速与Q值呈线性下降趋势。研究结果表明,在岩石圈内构造应力局部集中会导致岩石Q值增大,岩石破裂、热物质局部聚集会导致岩石Q值降低,这也解释了地震前后观测到的震源区Q值的类似变化。     

利用超声相干技术在室温和高压下研究几种不同性能的玻璃

 综合使用超声相干技术几种不同的测量方法，分别研究两类三种不同性能的玻璃材料，测量它们的声速和衰减在室温及高压条件下的变化规律。结果表明：两类玻璃的声速和衰减以及由此而得到的弹性常数存在较大差异。两种硅玻璃在高压下，声速随压力变化的规律相似，压力升高时，纵波速度随之单调增加，横波速度线性减少，纵波衰减也随压力升高呈增加趋势。不同的是：两种玻璃横波衰减随压力的变化规律完全相反，水白玻璃的衰减增加，窗口玻璃的减小。上述几种方法的测量结果基本一致，且在相应的压力范围内与布里渊散射的实验结果基本吻合。     

热粘性对发动机排气管道中噪声传播的影响

声波在气体中传播时,气体的热粘性效应会使声波产生一定程度的衰减,且气体的声吸收系数随温度的升高而增大。由于发动机的排气温度较高,热粘性效应引起的排气管道中的噪声衰减应加以考虑。基于准平面波理论,首次计算了考虑热粘性效应时不同温度、流速和管道尺寸下排气管道中的传递损失,分析了各参数对管道中噪声衰减的影响。结果表明,随着温度和频率的升高热粘性声衰减增强,而气流流速和管道直径的增加会降低直管中的热粘性声衰减。对于简单膨胀腔,传递损失的预测结果表明,热粘性效应使通过频率处的声衰减有所改善。     

现场实测岩体声衰减探讨

判断工程岩体,特别是矿山岩体的稳定性一直是为人们所关注的问题之一。声测是判断岩体稳定的一种重要手段。理论和实验表明岩体声衰减对岩体稳定性比声速更加敏感。 实验室测量岩石声衰减比较容易做到,而现场测量则较为困难。笔者利用单板机作为现场测量仪器。在测量中,充分表现出单板机的便携、实用、方便、结果可靠等优点。文中还从理论到实践解决了测试方法和计算方法等问题,并对用声衰减估计岩体稳定性作了初步评价。     

垂直载荷下湿玻璃珠样品的声速和衰减测量及非线性声学响应

为了分析垂直载荷下颗粒物质的声速、声衰减系数、谐波非线性等特性,本工作采用飞行时间法测量了不同含水量下声速随压强的变化规律,并利用傅里叶变换法分析了干、湿玻璃珠样品的声衰减和非线性声学特性。结果表明:干、湿玻璃珠样品中的声速、声衰减系数以及谐波非线性均随压强呈幂律变化;湿颗粒样品中随着液体含量增多,声速逐渐增加,超声波透过湿颗粒样品时的能量耗散和非线性逐渐减小。分析原因表明,压强和孔隙流体改变了颗粒之间的接触分布,使得颗粒体系的声速、声衰减以及谐波非线性等特性都随之发生变化。     

泥岩的声学特性与其力学特性的相关关系

本文建立并完善了岩石全应力应变过程声学特性的实验装置和测量系统,进行了泥岩试件的全应力应变过程声学特性的实验研究,初步得到了振幅谱参数随应力应变的变化规律.实验结果表明,泥岩声学特性的变化是其内部结构变化的综合反映.本文介绍的实验研究方法是研究岩石声学特性的一条可行的新途径.     

电磁波在非磁化等离子体中衰减效应的实验研究

针对等离子体隐身技术在航空航天领域的良好应用前景, 开展垂直入射到具有金属衬底的非磁化等离子体中电磁波衰减特性的理论与实验研究. 利用WKB方法对电磁波衰减随等离子体参数的变化规律进行了理论分析. 利用射频电感耦合放电方式产生稳定的大面积等离子体层, 搭建了等离子体反射率弓形测试系统, 进行了电磁波在非磁化等离子体中衰减效应的实验研究. 利用微波相位法和光谱诊断法, 得到不同放电功率下的等离子体电子密度, 其范围为8.17×10⁹–7.61× 10¹⁰ cm^-3. 本实验获得的等离子体可以使2.7 GHz 和10.1 GHz电磁波分别得到一定的衰减, 且电磁波衰减的理论与实验结果符合较好. 结果表明, 提高等离子体电子密度和覆盖均匀性有利于增强等离子体对电磁波的衰减效果.     

原油中声衰减和声速的温度特性的测量

原油是一种混合物。它的一些性质随温度而变，如原油的声衰减和声速都是温度的函数．本文使用一个换能器发射声波，另一个换能器接收声波，在实验室内测得12t－80℃之间的声波幅度值，利用插值算法，求出该温度范围内原油声衰减的温度特性曲线；利用线性拟合算法，求出原油声速的温度特性曲线。结果表明：随着温度的升高，原油的声衰减和声速都呈下降趋势，而且测量结果与换能器的灵敏度无关．     

格子气的声振荡衰减

采用格子气数值方法模拟了共振腔中气体声振荡衰减过程．计算结果表明：格子气中声振荡衰减的规律和经典理论结果一致；衰减系数随频率增加而减小，并且随密度增加而减小．该结果可以用来说明一些大学统计物理教科书中的一个经典例子存在不完善之处．本中采用了一种新的扭转9-bit格子气模型和并行计算方法，这些结果对今后研究格子气中的热声问题有参考价值．     

面内双轴应力作用下单层黑磷能带性质研究

通过第一性原理对平面内双轴应力作用下的单层黑磷能带结构进行了计算.双轴拉伸应力作用下单层黑磷始终保持直接带隙性质,双轴压缩应力作用下的单层黑磷则发生了直接带隙转变为间接带隙的现象,当双轴压缩应力增加到7%时单层黑磷带隙闭合.     

γ辐射引发淀粉目由基衰减的动力学研究

用ESR方法研究了红薯淀粉在y射线预辐照下,产生的淀粉自由基特性及其室温下的自由基衰减动力学反应。结果表明在室温条件下,淀粉自由基的相对浓度随辐射剂量的增大而增加。自由基相对浓度的室温衰减用二级反应动力学处理,求得了衰减速率常数和淀粉自由基反应的半衰期。     

10 kV交联聚乙烯电缆中超声波传播规律*

电缆局放会产生超声波，利用超声波可以进行局放定位和大小估计。为了研究电缆中局放超声波的传播规律，利用COMSOL建立了基于10 kV交联聚乙烯电力电缆本体的声压场仿真模型，探究了超声波在电缆中的扩散过程和电缆表面超声波峰峰值随传播距离的变化规律之间的关系，并在真实10 kV单相交联聚乙烯电缆上进行了超声波衰减实验，探究了真实电缆表面超声波峰峰值随传播距离的衰减规律。结果表明：电缆表面声波峰峰值随传播距离的衰减符合指数规律，衰减系数?=0.07 Np/mm(或0.62 dB/mm)，并且是电缆内部声波的扩散过程导致了电缆表面声波峰峰值的严重衰减。据此，针对10 kV 交联聚乙烯电缆，建议将局放超声传感器安装在距离局放易发位置100 mm以内，还提出了判断电缆中局放超声波扩散过程结束位置的方法，为确定其他类似型号电缆安装超声传感器的位置提供参考。     

面内双轴应力作用下单层黑磷能带性质研究

通过第一性原理对平面内双轴应力作用下的单层黑磷能带结构进行了计算.双轴拉伸应力作用下单层黑磷始终保持直接带隙性质,双轴压缩应力作用下的单层黑磷则发生了直接带隙转变为间接带隙的现象,当双轴压缩应力增加到7%时单层黑磷带隙闭合.     

有黏条件气泡声散射特性和衰减谱数值研究*

通过研究有黏条件下的气泡散射模型,数值分析水中单气泡声散射特性,进一步结合Beer-Lambert定律将其扩展到多气泡体系的声衰减预测。数值结果表明,随着谐波阶数递增,散射强度分布数值结果趋于稳定且前向散射增强。同时发现,无因次尺寸参量ka=0.1为过渡区与纯散射区的分界线,且在共振区间具有明显的吸收效应。对多气泡体系的声衰减预测也表明,ka 0.1时,该文气泡散射模型声衰减计算与经典ECAH模型结果吻合,在低浓度条件下声衰减谱随着剪切黏度的增加呈增宽趋势,且与体积浓度成正比例递增。模型预测的声衰减随粒径、声波频率、体积浓度分布数值特征能够为颗粒两相体系粒径及浓度表征提供理论依据。     

高分子梯度溶液吸声机理的研究

制备了高分子均匀溶液和梯度溶液,并在声管中测试其声衰减性能.实验结果表明,高分子梯度溶液的声衰减效果明显优于(即大于)相应的均匀溶液的声衰减.根据连续分层介质中声波传播理论建立了计算高分子梯度溶液声衰减的数学模型.计算结果与实验结果一致.由实验和理论分析结果得出了高分子梯度溶液的梯度吸声机理,即多次反射、多次吸收,最终将声能转化为热能.     

γ辐射引发淀粉目由基衰减的动力学研究

用ESR方法研究了红薯淀粉在γ射线预辐照下,产生的淀粉自由基特性及其室温下的自由基衰减动力学反应。结果表明在室温条件下,淀粉自由基的相对浓度随辐射剂量的增大而增加。自由基相对浓度的室温衰减用二级反应动力学处理,求得了衰减速率常数和淀粉自由基反应的半衰期。     

2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下斜长角闪岩的纵波速度及其衰减

 利用YJ-3000 t 压力机，在2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下，测量了新疆库地地区斜长角闪岩的纵波速度（v_p）和力学品质因子（Q值）。实验结果表明：斜长角闪岩的v_p和Q值随温度的升高而降低，在升温的初始阶段，v_p和Q值随温度下降的幅度较小，随着温度的升高其下降的幅度逐渐增大；由于斜长角闪岩的各向异性，导致了在3个方向上v_p随温度而下降的幅度显著增大时的温度不同，其中x和y方向为812 ℃，z方向为673 ℃。而在各方向上的Q值随温度下降的幅度显著增大时的温度相差不大，约为812 ℃。观察回收的实验产物表明：当温度大于647 ℃时，产物中开始出现熔体，v_p在x和y方向上的下降幅度没有明显的变化，而在z方向上的下降幅度增大；此时熔体对Q值的影响不大。当温度大于812 ℃时，产物中的熔体含量明显增多，v_p和Q值下降的幅度都显著增大。据此认为，部分熔融是弹性波速度减小和衰减增大的主要原因。