ГОСТ 21153.7-75

УДК 553.5.091.4 : 005.354                                                           Группа А09

     Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й                         С Т А Н Д А Р Т      С О Ю З А    ССР



                                      ПОРОДЫ ГОРНЫЕ
                        М «;од определения скоростей распространения
                            упругих продольных и поперечных вопи
                                                                                   ГОСТ
                              Rjcfc?'. Method for determination of            2115 3 .7 - 7 5
                              clastic longitudinal and diametrical
                                       waves rate spreading




     П о ".гксв 1тен*г л Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР
     от 35 сентя$оя 19/5 г. Н* 3491 срои действия установлен
                                                                       с 0t.Q7 1976 г.
     Прсегрен я 1931 г. Срои действия продлен                        до 01.07 19>6 г.

                                   Несоблюдение стандарта преследуется по закону

       Настоящий стандарт распространяется на твердые горные по­
    роды и устанавливает методы определения скоростей распростра­
    нения в них упругих продольных и поперечных волн, используемых
    в технической и технологической документации при расчетах и
    проектировании геологоразведочных и горных работ.
       Сущность методов заключается в измерении времени прохож­
    дения упругого импульса по образцу горной породы.

                                                    1. ОТБОР ПРОБ

       1.1. Метод отбора проб — по ГОСТ 21153.0—75 со следующим
    дополнением: масса пробы для каждого вида испытания должна
    быть достаточной для приготовления необходимого количества об­
    разцов с минимальными линейными размерами в соответствии с
    указанными в приложении.
                                      3. АППАРАТУРА. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

       2.1. Для проведения испытания применяют:
       установку импульсную ультразвуковую переносную с осцилло-
    графической индикацией, частотой повторения зондирующих им­
    пульсов не менее 25 Гц. амплитудой выходных импульсов
    100- 1600 В со ступенчатой регулировкой, коэффициентом усиле­
    ния нс яснее 2-10*. точностью определения времени пробега упру­
    гого импульса не менее 0,5 -1 0 { с и длительностью развертки в
    пределах (50—500) 10-* с/экран;
    ИЗДОКИ* официально*                                                      Перепечатка аосирещеиа
                                              Переиздание. Ноябрь 1991
                                                                                                2)
экспертиза сооружений

Стр. 2 ГОСТ 211S3.7— 75


    пьезопреобразователи поршневого типа в защитном кожухе из
сегнетовой соли 45° Х-среза нлн из аксиально-поляризованной ке-
рамикн Ц Т С — для определения скорости прохождения продоль­
ных волн и из сегнетоаой соли Х-среза или сдвиговой керамики
Ц Т С — для определения скорости прохождения поперечных волн
с собственными частотами 70, 140, 280 н 500 Гц:
    марлю медицинскую по ГОСТ 9412—77 и парзфии нефтяной
марок 57 или 60 по ГОСТ 23683— 79.

                      3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

   3.1. Образцы дли испытания готовят, отбивая от проб куски
произвольной формы без островыступающнх углов. Для определе­
ния скорости распространения поперечных волн образцы дополни­
тельно обрабатывают на противоположных концах алмазной пи­
лой так, чтобы плоскости среза были перпендикулярны намечае­
мой оси прозвучнвання образна.
   Минимальный линейный размер образцов в поперечном сечсннн
о определяют из соотношения а ^ З Х , где X — преобладающая дли­
на волны в метрах.
   3.2. Минимальную длину образца I, по направлению которой
производят измерение скорости распространения волны, определя­
ют для каждого вида испытаний из соотношений:
   для скорости распространения продольных волн


      аля скорости распространения поперечных волн



 где     и Г„ — соответсгвенно скорости распространения продоль­
                   ной и поперечной волн, м/с;
           a t — абсолютная погрешность отсчитывания времени,
                   равная половине цены деления шкалы времени, с;
           f i r — заданная относительная погрешность измерения
                   скорости.
   3.3. Минимальные линейные размеры образцов, их длины, ди­
апазоны вероятных значений скорости распространения волн, ко-
эффцкент вариации скорости и количество образцов, необходимых
для каждого вида испытания, приведены в приложении.
   3.4. Для каждой пары выбранных преобразователей перед ис­
пытанием определяют время задержки импульса а них и цепях
аппаратуры        для чего включают установку и берут отсчет време­
ни пробега импульса при прижатых друг к другу преобразовате­
лях.
 30

ГОСТ 21153.7—75 Стр. 3


                     4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

    4.1. О п р е д е л е н и е скорости    распространения
продольных волн
    4.1.1. Преобразователи ультразвуковых колебании вручную или
с помощью специальных устройств прижимают к противополож­
ным поверхностям образца так, чтобы оси их максимальной чувст­
вительности совпали.
    4.1.2. Линейкой или штангенциркулем с погрешностью не бо­
лее 1 мм замеряют расстояние / между прижатыми к образцу пре­
образователями.
    4. 1 .3 . Включив установку, с помощью ручек управления доби­
ваются появления на экране устойчивой картины колебаний       ос­
циллограммы, амплитуда колебаний первых фаз которых должна
 превышать уровень шумов не менее чем в два раза.
    4. 1 .4. По шкале масштабных меток или специальному измери­
тельному устройству (в зависимости от конструктивных особенно­
стей аппаратуры) берут в отсчет времени fp от момента излучения
 импульса до" момента его первого вступления, характеризуемого
 началом первой фазы колебаний на экране осциллографа (см.
черт. 1).




              Р—качало ne?»t>ll фазы юмеЬдмиП продольных вози
                                 Черт. 1

   4.2.     Определение        скорости      распространения
попе речных волн
   4.2.1. Преобразователи ультразвуковых колебаний вручную или
с помощью специальных устройств прижимают к противополож­
ным обработанным торцам образца так, чтобы оси их максималь­
ной чувствительности совпали.
   4.2.2. Линейкой или штангенциркулем с погрешностью нс более
1 мм замеряют расстояние I между прижатыми к образцу преоб­
разователями.
   4.2.3. Включив установку, при прижатых к образцу преобразо­
вателях ручками управления добиваются появления на экране ус­
тойчивой картины колебаний (осциллограммы), амплитуда коле-
                                                                         31

С»р. А ГОСТ 2T1S3.7— 75

банки первых фаз которой должна превышать уровень шумов не
менее чем в два раза.
   4.2.4. Поворачивая приемник ультразвуковых колебаний вок­
руг его оси, добиваются возможно полного угасания предвступле-
ний продольных волн и четкого вступления начальных фаз попе­
речных волн, амплитуда колебаний которых при этом должна не
менее чем в три раза превышать амплитуду предвступленкй про­
дольных волн.
   4.2.5. По шкале масштабных меток или специальному измери­
тельному устройству (в зависимости от конструктивных особен­
ностей аппаратуры) берут отсчет времени /* от момента излуче­
ния сдвигового "импульса до начала первой фазы колебаний (см.
черт. 2).




                 •У Ii.na.ui псрюП фязм КОЛОНИЯ ММрМНЫХ Юли
                                   Черт. 2
   4 3. Каждый образец прозвучиваюг три раза ею взаимно пер­
пендикулярных направлениях, причем для пород с яв.«о выражен­
ной слоистостью или направленной трещиноватостью одно измере­
ние проводят вдоль слоев или трещин, другое— поперек.
   4.4. Измерение времени при испытаниях производят с точностью
до десятых долей микросекунды.

                          4 . ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   4.1. Скорости распространения в горних породах упругих поли
(VV) и (V*) в м/с для каждого измерения вычисляют по форму­
лам:
   скорость распространения продольных волн


      скорость распространения поперечных воли



где / — расстояние между преобразователями по оси прозвучиза-
        ния, м:
 32