巖石粘彈性與波速的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、大量的實(shí)驗(yàn)研究表明,巖石通常表現(xiàn)出粘彈體的性質(zhì).當(dāng)巖石樣品被施加一循環(huán)載荷時(shí),很多物理量,如應(yīng)變、波速、電阻率等,與應(yīng)力的關(guān)系都不是單值函數(shù),而是形成了一個(gè)滯回圈.這些現(xiàn)象都是巖石粘彈性質(zhì)的體現(xiàn).粘彈性的機(jī)制有很多種,包括巖石內(nèi)部孔隙流體的作用、顆粒接觸粘著與摩擦滑動(dòng)、對(duì)聲波的散射等等.利用已有的線性粘彈模型——標(biāo)準(zhǔn)線性體,通過蠕變、應(yīng)力-應(yīng)變滯回曲線擬合、超聲波速度方法可以確定巖石的粘彈參數(shù),進(jìn)而了解巖石的粘彈性質(zhì).粘彈性受到多種因素

2、的影響,如壓力、頻率、流體飽和度等.壓力的變化可以使巖石內(nèi)部的裂縫關(guān)閉或張開,從而影響了巖石的Q值、模量變化和應(yīng)力-應(yīng)變滯回曲線的形狀.頻率對(duì)巖石的粘彈參數(shù)有著重要的影響,利用對(duì)應(yīng)著不同頻率的幾種方法確定的弛豫時(shí)間存在著數(shù)量級(jí)上的差異.該文就此提出對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)線性體模型的改進(jìn),克服了由模型本身帶來的矛盾.通過對(duì)干燥樣品和飽和樣品的Q值計(jì)算和比較,發(fā)現(xiàn)飽和樣品較干燥樣品而言,Q值減小,衰減增大.最后,我們還測(cè)量了軸向壓力下的巖石超聲波速度,同