Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

09.02 Акустические волны в многофазных средах

 

Губайдуллин А.А., Болдырева О.Ю., Дудко Д.Н. «Численное моделирование волновых процессов в пористой среде, содержащей газовый гидрат» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 45 (2017)

Численно исследованы волновые процессы в пористой среде, содержащей газовый гидрат. В исходном состоянии в поровом пространстве также содержится вода и гидратообразующий газ в виде пузырьков. Нелинейность колебаний пузырьков учтена в уравнении состояния газа и уравнении Рэлея–Лэмба. Вблизи линии фазового равновесия «газ+вода↔газовый гидрат» возможны фазовые переходы. Исследовано прохождение волн сжатия и разрежения ступенчатого профиля из жидкости в гидратосодержащую пористую среду. Изучено влияние параметров среды и интенсивности падающей волны на эволюцию волн в указанной пористой среде. При вхождении в пористую среду начальный импульс разделяется на быструю (деформационную) и медленную (фильтрационную) волны. Прохождение быстрой волны отмечено скачкообразным изменением полного напряжения, а приход медленной волны характеризуется постепенным изменением порового давления. В случае волны сжатия в медленной волне наблюдаются затухающие колебания, связанные с пульсациями пузырьков. Увеличение начального равновесного давления приводит к росту скоростей деформационной и фильтрационной волн. Установлено, что учет процессов образования/разложения газового гидрата в пористой среде на рассматриваемых временных интервалах не оказывают заметного влияния на характер распространения волны.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 45 (2017) | Рубрики: 04.15 09.02

 

Лебедев А.В., Островский Л.А. «Эффекты медленной динамики в консолидированных и сыпучих гранулированных средах. теория и эксперимент-исследование медленной релаксации модулей упругости в насыщенном водой грунте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Анализируется аномально медленная (порядка часа и более) релаксация (медленная динамика) скорости звука, наблюдаемая разными группами (включая авторов) в структурно-неоднородных материалах, в том числе, в горных породах. Аналогичные данные были получены с использованием различных методов измерений для консолидированных и сыпучих материалов, и для различных масштабов – от лабораторных до сейсмических. Предложена физическая модель, объясняющая многократно наблюдавшуюся медленную релаксацию. Модель основана на медленном восстановлении контактов зерен, разрушенных в результате динамического воздействия. Эта модель позволяет оценить характерный масштаб разрушенных контактов, находящихся в метастабильном состоянии, и зависимость их количества от амплитуды воздействия. Теоретические результаты находятся в согласии с лабораторными и натурными данными, предсказывая логарифмический закон релаксации, а также отклонения от этого закона. Исследования проводятся в сотрудничестве с Национальной лабораторией в Лос-Аламосе и университетом Пенсильвании.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017) | Рубрики: 04.16 09.02

 

Коньков А.И., Лебедев А.В., Разин А.В. «Анализ поверхностных волн в упругой среде с водоносным слоем» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47 (2017)

Исследовано распространение сейсмоакустических волн в трехслойной среде, моделирующей геологический разрез, в котором верхний слой грунта отделен от глубинных пород водоносным слоем. Проведен анализ полученного дисперсионного уравнения и представлены его решения для важных с практической точки зрения случаев. Выявлены особенности дисперсионных кривых и пространственного распределения полей мод, позволяющие не только устанавливать наличие под верхним слоем грунта водоносного слоя, но и определять его мощность и глубину залегания.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47 (2017) | Рубрики: 04.16 06.13 09.02

 

Авилов К.В., Куличков С.Н., Попов О.Е. «Моделирование акустических сигналов при дальнем распространении звука в природных средах в океане, в осадочной толще, в атмосфере и их комбинациях» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 27 (2017)

Рассмотрено применение программы, реализующей новую сверхширокоугольную модификацию волнового метода псевдодифференциального параболического уравнения для расчета распространения звука в средах, включающих атмосферу, водную и осадочные толщи. Программа позволяет проводить расчеты для углов скольжения до 87°. Представлены примеры расчета звуковых полей и сигналов для задач распространения звука из атмосферы в океан и осадочную толщу и обратно.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 27 (2017) | Рубрики: 07.01 08.04 09.02

 

Собисевич А.Л. «Наведенные гео-гидроакустические поля, порождаемые геодинамическими процессами в системе "литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера" – основа инновационных технологий мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов в Арктике» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 38 (2017)

Представлены результаты исследований в рамках крупной фундаментальной научной проблемы, связанной с поиском путей построения инновационных технологий пассивного сейсмоакустического мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов в системе «литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера». Показано, что гео-гидроакустические поля, порождаемые наведенными геодинамическими процессами в системе «литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера» несут полезную информацию, которая позволяет развивать новые инновационные технологии мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов, как на шельфе, так и в других, покрытых сплошным ледовым покровом морях Северного ледовитого океана. Известные методы зондирования литосферы в большинстве своем являются активными, что порождает целый комплекс не только технических, но и экологических проблем, связанных, в том числе, и с использованием мощных низкочастотных источников. Кроме того, разведка месторождений углеводородов в донных структурах арктических морей традиционными геоакустическими методами с помощью исследовательских судов существенно осложнена наличием многомесячного сплошного ледового покрова и требует привлечения мощных атомных ледоколов и специализированных судов ледового класса. В настоящее время к перспективным методам разведки полезных ископаемых относят технологии пассивного сейсмоакустического зондирования (метод эмиссионной сейсмической томографии, метод микросейсмического зондирования и др.), разработанные, в основном, для использования на суше. Известные конструктивные ограничения затрудняют их применение в условиях Арктики в случае наличия сплошного ледового покрова. Приведены результаты натурных наблюдений наведенных сейсмогидроакустических полей, в условиях покрытого льдом мелкого моря, исследовано влияние определяющих параметров слоистой геологической среды на фазовые и групповые скорости различных волновых мод. Решение всего комплекса поставленных в рамках фундаментальной проблемы задач обеспечивает теоретический задел для успешной разработки прорывных инновационных технологий разведки новых и круглогодичного мониторинга существующих запасов полезных ископаемых в покрытых льдом акваториях.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 38 (2017) | Рубрики: 07.14 09.02

 

Горбацевич Ф.Ф., Тришина О.М., Ковалевский М.В. «Упруго-анизотропные свойства пород разного вещественного состава и фаций метаморфизма северо-востока Балтийского щита» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42 (2017)

На примере пород, слагающих свиту матерт Печенгского комплекса, изучены геологические особенности, метаморфизм и физические свойства пород от пренит-пумпеллиитовой до амфиболитовой фации. Методом акустополярископии выполнена оценка упругой анизотропии, проведены экспериментальные определения плотности, скорости продольных и поперечных волн в лабораторных условиях. По минеральному составу выполнен расчет плотности и скоростных характеристик для глубинных условий залегания пород. Изучение пород разных фаций метаморфизма показало, что параметры физических свойств in situ возрастают от пренит-пумпеллиитовой до амфиболитовой фации.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Коньков А.И., Лебедев А.В., Манаков С.А. «Исследование медленной релаксации модулей упругости в насыщенном водой грунте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42-43 (2017)

Медленная релаксация акустических параметров структурно-неоднородных сред связана с наличием метастабильных состояний. Ранее было показано, что характер медленной релаксации существенным образом зависит от концентрации дефектов структуры и наличия жидкости в порах. Влияние жидкости на характер медленной релаксации исследовано в натурных условиях осенью 2016 г. На той экспериментальной площадке ранее был проведен аналогичный эксперимент для сухого грунта. Сравнение данных показало существенное увеличение концентрации метастабильных состояний для насыщенного водой грунта. В докладе обсуждаются также другие выявленные особенности медленной релаксации при насыщении пор жидкостью.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42-43 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Вознесенский А.С., Куткин Я.О., Красилов М.Н. «Взаимосвязь акустической добротности и прочности горных пород различных типов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Рассмотрены обобщенные эмпирические взаимосвязи динамических акустических характеристик горных пород различных генотипов с их прочностными свойствами. Показано, что связь акустической добротности с прочностью может иметь как монотонный, так и немонотонный характер. Указанные зависимости могут быть использованы для оценки неразрушающими методами прочности горных пород и ресурса подземных сооружений.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Гаврилов В.А., Наумов А.В. «Модуляция интенсивности геоакустической эмиссии переменным» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47-48 (2017)

Рассматривается возможный механизм, объясняющий эффект модулирующего влияния слабых электромагнитных полей сверхнизкочастотного (первые сотни Гц) диапазона на интенсивность геоакустической эмиссии для случая, когда жидкий флюид, находящийся в порово-трещинном пространстве контролируемой геофоном шумовой зоны, является электрически заряженной несжимаемой ньютоновой жидкостью.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47-48 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Новиков Е.А., Зайцев М.Г. «О влиянии свойств насыщающей геоматериалы жидкости на характер их термостимулированной акустической эмиссии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 48 (2017)

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований влияния засоленности грунтовых вод на результаты термоакустоэмиссионного контроля состояния ледопородной матрицы, сформированной из этих вод и песчано-глинистого грунта. Показана возможность нивелирования влияния этого фактора на результаты контроля. Подтверждена применимость метода термостимулированной акустической эмиссии для оценки прочностных свойств мерзлого геоматериала при его растеплении и одновременном воздействии механической нагрузки.

II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 48 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Сахаутдинов И.Р., Вахитова Г.Р. «Анализ результатов прогнозирования акустических свойств горных пород» Каротажник, № 7, с. 71-82 (2017)

Приведены технические характеристики и методические возможности модуля интегрально-сканирующего акустического цементомера МАК-100СК и скважинного акустического сканера САС-90 при контроле технического состояния и качества цементирования обсадных колонн.

Каротажник, № 7, с. 71-82 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Курдина Т.С. «Исследования взаимодействия акустических волн в образцах пород» Каротажник, № 9, с. 29-38 (2017)

Описаны результаты экспериментального изучения взаимодействия высоко- и низкочастотных акустических волн методом гетеродинирования в образцах пород на специально разработанной лабораторной установке.

Каротажник, № 9, с. 29-38 (2017) | Рубрики: 09.02 09.08

 

Вознесенский А.С., Куткин Я.О., Красилов М.Н. «Взаимосвязь акустической добротности и прочности горных пород различных типов» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Рассмотрены обобщенные эмпирические взаимосвязи динамических акустических характеристик горных пород различных генотипов с их прочностными свойствами. Показано, что связь акустической добротности с прочностью может иметь как монотонный, так и немонотонный характер. Указанные зависимости могут быть использованы для оценки неразрушающими методами прочности горных пород и ресурса подземных сооружений.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017) | Рубрика: 09.02

 

Красилов М.Н. «Влияние параметров рэлеевской модели затухания упругих волн на характеристики сейсмограмм и акустическую добротность» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Проведено компьютерное моделирование распространения упругих волн от взрыва при подземной отработке массива гипсосодержащих пород для различных значений параметра βdK рэлеевской модели, характеризующего затухание, пропорциональное частоте. Получен график зависимости акустической добротности от βdK, который показывает, что при увеличении затухания акустическая добротность массива горных пород снижается. Из-за того, что изменению βdK на 2 порядка соответствует изменение добротности на 30%, указанная зависимость может быть использована только для качественной оценки изменения акустической добротности массива горных пород во времени. Количественная оценка может быть произведена только после введения необходимых корректировок.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017) | Рубрики: 09.02 09.04 09.05

 

Дучков А.Д., Дучков А.А., Пермяков М.Е., Манаков А.Ю., Голиков Н.А., Дробчик А.Н. «Лабораторные измерения акустических свойств гидратосодержащих песчаных образцов (аппаратура, методика и результаты)» Геология и геофизика, 58, № 6, с. 900-914 (2017)

Сконструирована и изготовлена аппаратура, позволяющая в лабораторных условиях моделировать гидратосодержащие песчаные образцы и измерять их акустические свойства при разных температурах и давлениях. Установка включает камеру высокого давления, блоки термостатирования, создания внешнего давления и доставки газа/жидкости в образец, акустическую измерительную систему. Измерения проводятся на цилиндрических образцах диаметром 30 мм и высотой 10–50 мм. Автоматизация контроля над установкой и получения акустических данных сделала возможным проведение долгосрочных экспериментов (до нескольких дней) по формированию гидратов метана в песчаных образцах и выполнению акустических измерений. Процедура формирования гидратосодержщих образцов включает наполнение пор влажного песка метаном под давлением и применение нескольких циклов охлаждения/нагревания образца для ускорения гидратообразования. Проведено несколько десятков успешных экспериментов по формированию гидратосодержащих образцов и измерению скоростей упругих волн. Акустические данные подтвердили формирование гидратов и показали вызванное этим процессом увеличение скорости до значений, сравнимых с теми, которые наблюдаются для замерзших образцов. Это означает, что сформировавшиеся газовые гидраты относятся к «цементирующему» типу, т.е. они образуются на контакте зерен, эффективно связывая при этом минеральные зерна друг с другом. Установлена положительная линейная корреляционная связь между скоростями акустических волн и гидратосодержанием для песчаных образцов.

Геология и геофизика, 58, № 6, с. 900-914 (2017) | Рубрика: 09.02