用非强迫共振法研究饱和岩石的黏弹性响应

作     者：席道瑛 徐松林 周城光 杜赟 席军 XI Daoying;XU Songlin;ZHOU Chengguang;DU Yun;XI Jun

作者机构：中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外观测站安徽合肥230026 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点试验室安徽合肥230027 中国科学院声学所噪声研究中国科学院重点实验室北京100190 北京石油化工学院机械工程学院北京102671 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(40874093 10974221 11104310) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2012年第31卷第4期

页      码：688-695页

摘      要：通过Metravib热机械分析仪,用正弦振动对岩样进行加载,并以饱和岩石对正弦振动传播的黏弹响应,来模拟地震波在饱和岩石中传播时的黏弹性响应,以获取地震波在饱和岩石中传播时的黏弹行为。试验时固定静载为120 N,正弦波动载荷为80 N;在温度-40℃～100℃,频率5～400 Hz的范围内,对2种孔隙度的泵油饱和彭山砂岩样品进行单轴循环加载试验,以得到泵油饱和彭山砂岩的衰减、弹性模量、弹性波速度与温度的关系。由此研究饱和多孔岩石在弹性范围内的衰减、杨氏模量和弹性波波速随温度的变化规律。研究结果表明:随频率的增高,饱和多孔岩石的能量衰减峰的峰位向高温方向移动的热激活弛豫规律。利用阻尼衰减机制,解释了随振动频率提高,衰减峰的强度降低的试验结果。这些试验结果与低频共振的驻波试验得到的热激活弛豫规律一致,说明热激活弛豫机制在饱和多孔岩石中具有一定的普适性。与此同时,得到弹性模量和波速随温度升高而逐渐下降的一般规律,以及随频率的增高而增大的频散特性,但是样品的频散效应随温度升高有减弱的趋势。该频率和温度范围的研究结果对岩石理论模型研究具有指导意义,对地震资料的解释具有实用意义。饱和岩石的衰减研究对地震工程和勘探地球物理具有特殊的意义,尤其对勘探地热蒸汽库或天然气库有很好的实用价值。

主 题 词：岩石力学 非强迫共振法 饱和砂岩 热弛豫规律 黏弹性响应 衰减和频散 

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0708[理学-地球物理学类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0816[工学-纺织类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-6915.2012.04.006

馆 藏 号：203127125...