Тау-кен жыныстары үлгілерінің акустикалық қасиеттері

Акустикалық қасиеттер, жыныста ауыспалы таңбалы серпімді деформацияның (серпімді толқындардың) таралу заңдылықтарын сипаттайды.

(9.11)

мұндағы2- Лаплас операторы ; -серпімді толқындардың таралу жылдамдығы; u- жыныс бөлшектерінің серпімді жылжуының амплитудасы; t -уақыт.
Серпімді толқындар тербелу жиілігі бойынша мынадай түрлерге бөлінеді: инфрадыбысты – жиілігі 20 Гц-ке дейін, дыбысты жиілігі 20-20000 Гц, ультрадыбысты жиілігі 20 кГц-тен жоғары, гипердыбысты жиілігі 1000 МГц-тен жоғары.
Серпімді деформация түрлеріне байланысты келесі толқындар түрлеріне бөледі: бойлай-заттағы көлемді қысу мен созылудың алма-кезек деформациясының таралуы; көлденең-ысырылудың серпімді деформациясының таралуы. Бойлық толқында кез-келген ортада-газда, сұйықтықта және және қатты денелерде таралады, себебі барлық заттар көлемді қысуға серпімді кедергілер тудырады. Көлденең тоқындар тек қатты денелерге тән, өйткені сұйықтық пен газдарда ысырылуға кедергі болмайды деседе болады.
Толқындардың бұл екі түрі жыныстың бүкіл көлеміне таратылудың көлемі деп аталады.
Тау-кен жынысының бетінде бөлшектер ерекше күйде болады, себебі бос жазықтыққа қарай жылжуына аз кедергілер кездестіреді. Нәтижесінде онда, бөлшектердің эллипсоидалдық траектория бойынша қозғалуымен сипатталатын, жазық беттік толқындар пайда болады. Беттік толқындар тек қатты денелерге тән.
Жыныстың негізгі акустикалық параметрлері серпімді толқындардың таралу жылдамдығы, сіңіру коэффициенті және толқынды кедергілер. Әртүрлі жыныстардың түйісу жерлерінде, өздеріне сәйкес коэффициенттерімен сипатталатын, шағылысу және сыну құбылыстары пайда болады.
Толқын жылдамдығы орнына көбінесе оның шебінің таралу жылдамдығын түсінеді. Толқын шебі - бұл қарастырылып отырған уақыт моментінде толқын фазасы бірдей мәнге ие нүктелердің геометриялық орны.
Серпімді толқындардың шексіз абсолют серпілуі изотроп ортада таралу жылдамдықтарын, толқынды теңдеулерден шығарылған, формулалар арқылы анықтауға болады.
Бойлық толқындардың таралу жылдамдығы
(9.12)
Егер ν=0,25
Көлденең толқындардың таралу жылдамдығы

(9.13)

Егер ν=0,25 болса, ондаυ_L= 0,95 v=0,25, онда,
Беттік толқындардың таралу жылдамдығы


(9.14)

Егер v=0,25 болса, оңда υ_L= 0,95

(9.15)

Егер v=0,25, онда,
Ең соңында, серпімді толқындардың жыныстың жұқа сабағындағы таралу жылдамдығы

(9.16)

Сонымен, серпімді толқындардың тау-кен жыныстарында таралу жылдамдығы, оның серпімділік қасиеттері мен тығыздығына байланысты. Ол жиілігінен ешқандай байланысты емес, сондықтан зерттеу жұмыстары үшін кез-келкен жиіліктегі толқындарды қолдануға болады.
Бойлық және көлденең толқындардың жылдамдықтарының қатынасы Пуассон коэффициенттінің функциясы ғана болып табылады

(9.17)
v мәні 0,1-ден 0,45-ке дейін өзгергенде υ_б/υ_S қатынасы 1,5-тен 3,3-ке дейін өседі екен. Яғни, υ_б/υ_S кристалды және метаморфты жыныстарда көбінесе 1,7-1,9 аралығында болады. υ_б/υ_S -1,5пен 14-ке дейін. Мұның себебі, әлсіз және кеуекті жыныстарға тән(ν→0,5) ысырылуға кедергісінің төмендігі. υ_б/υ_S қатынасы сазды жыныстар үшін өте жоғары.

Қабатты жыныстарда серпімді толқындардың, қабаттарды бойлай және көлденең таралуының әр түрлі жылдамдықтары байқалады, және әрдайым υ₁₁> υ_.