Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Диэлектрическая проницаемость мерзлых рыхлых отложений массивной криогенной текстуры при температурах -1 - -16 градусовС и частотах 1-100 МГц Ефимов, Юрий Никодимович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ефимов, Юрий Никодимович. Диэлектрическая проницаемость мерзлых рыхлых отложений массивной криогенной текстуры при температурах -1 - -16 градусовС и частотах 1-100 МГц : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.15.11.- Якутск, 1994.- 16 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Относительная диэлектрическая проницаемость является одной из фундаментальных характеристик вещества, знание которой необходимо при решении ряда научно-технических задач геофизики, радиофизики, горного дела и.т.д. В горном деле информация о диэлектрической проницаемости, являющейся одним из базовых физико-технических параметров горных пород:

является основой для интерпретации данных радиоволновых методов геофизики и диэлектрического каротажа при изучении массивов горных пород, поскольку знание строения, состава, свойств и состояния массива определяет выбор оптимальной технологии разработки заключенного в нем месторождения полезных ископаемых;

необходима для расчета процесса нагрева мерзлых рыхлых отложений с целью их разупрочнения и последующего оттаивания в результате воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты, что является основой новой технологии опробования и разработки россыпных месторождений полезных ископаемых;

необходима для оценки разрушающего воздействия мощных -электромагнитных полей;

необходима для изучения напряженного состояния массива горных пород;

- необходима для расчета систем подземной радиосвязи.
Большой интерес представляет возможность установления

связей диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений с другими их физическими характеристиками, что обеспечило бы более полное и менее трудоемкое исследование массива мерзлых рыхлых отложений.

Изучение диэлектрической проницаемости мерзлых горных пород, в особенности мерзлых рыхлых отложений, приобретает большое значение в связи с разработкой метода георадиолокации, вследствие его высокой разрешающей способности, дающей возможность проведения детальной томографии горного массива. Существенно, что высокая разрешающая способность как пространственн-ная, так и по различию диэлектрических проницаемостей на границах раздела.

Цель работы состоит в изучении диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений различного диалогического сос-

тава, ее зависимости от частоты электромагнитного поля и температуры и связей с другими их физико-техническими свойствами для получения возможно более полной информации о строении,, составе, свойствах и состоянии массивов мерзлых рыхлых отложений для выбора оптимальной технологии разработки заключенных в них месторождений полезных ископаемых. Задачи исследований:

определить величину относительной диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений различного диалогического состава о массивной криогенной текстурой с температурой в интервале от -1 до -16С в диапазоне частот от 1 до 100 МГц.

изучить возможную связь величины относительной диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений с параметрами их гранулометрического состава, содержанием глинистой фракции, объемной массой и влажностью.

Основные научные положения, защищаемые в работе:

в диапазоне температур от -1С до -16С и частот от 1 до 100 МГц между относительной диэлектрической проницаемостью мерзлых рыхлых отложений и их температурой существует зависимость, которую для конкретной литологической разности (глины, суглинки, супеси, пески мелкозернистые и грубозернистые) и частоты можно описать уравнением регрессии вида tg&'-A-fyli"/-+6 .

зависимость относительной диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений от их объемной влажности для фиксированной температуры описывается уравнением регрессии вида tyt,:*A-Wv-t-6. ~ распределение относительной диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений описывается логнормальным законом, параметры которого изменяются в зависимости от температуры и частоты электромагнитного поля.

Научная новизна заключается в следующем: -установлено существование в диапазоне частот от 1 до 100 МГц при температурах от -1 до -16С зависимости величины диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений массивной криогенной текстуры от температуры и объемной влажности, описываемой линейным уравнением регрессии указанного выше вида;

установлено, что величина диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений уменьшается по мере возрастания их объемной массы и среднего размера частиц;

установлено, что при повышении частоты и понижении температу-

ры величина диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений стремится к предельному значению, равному 4,2.

Личный вклад. Все результаты получены лично^автором.

Достоверность результатов исследований обеспечена:

большим объемом экспериментального материала (1500 измерений величины диэлектрической проницаемости);

использованием специальных термоизолированных измерительных ячеек, исключающих изменение температуры образца и его положения относительно электродов измерительного конденсатора во время измерений;

калибровкой ячеек по стандартным образцам относительной диэлектрической проницаемости;

выбором хорошо отработанного метода измерений и подтверждена контрольными измерениями.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты позволяют расширить информативность геофизических методов исследований массивов мерзлых горных пород, использующих переменные электромагнитные поля, и прежде всего -метода георадиолокации, обладающего наиболее высокой разрешающей способностью. Показана возможность не только определения глубины залегания границ отражающих электромагнитные волны, но и оценки при благоприятных условиях объемной влажности мерзлых рыхлых отложений, их объемной массы, среднего размера слагающих породу частиц и содержания глинистой фракции, т.е. характеристик, знание которых необходимо при подготовке и проведении геологоразведочных, горных и строительных работ. Полученные результаты могут найти применение для ' расчета процесса нагрева мерзлых горных пород в СВЧ электромагнитном поле с целью их разупрочнения или оттаивания и разработки соответствующего оборудования. Знание диэлектрической проницаемости мерзлых рыхлых отложений различного литологического состава при разных температурах необходимо также для проектирования средств подземной радиосвязи.

Реализация работы. Основные результаты, представленные в диссертации, вошли в отчет о НИР ( N ГР 01870096037 ) в виде отдельного раздела, а также были использованы при составлении заключительного отчета по теме "ТЕРРА ИГДС".

Апробация работы. Представленные в диссертации результаты докладывались на Всесоюзном совещании по приземному распростра-

нению радиоволн и электромагнитной совместимости (Улан-Удэ, 1990) и на XVII межведомственном семинаре по распространению километровых и более длинных волн (Томск, 1991).

^ Публикации. По теме диссертации опубликованы четыре работы.

' Структура диссертации. Диссертационная работа, общим объемом 125 страниц, состоит из введения, пяти глав и заключения. В работе 15 таблиц и 60 рисунков. В списке использованной литературы 43 наименования.