Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы диагностики параметров зернистой структуры и пористости геоматериалов . 9
1.1 Минеральное зерно и поры как элементы структуры горных пород. 9
1.2 Влияние зернистой структуры и пористости горных пород на их физико-механические свойства . 14
1.3. Современные методы и средства оценки параметров зернистой структуры и пористости геоматериалов 19.
1.3.1 Традиционные методы оценки зернистой структуры и пористости горных пород. 19
1.3.2 Использование акустической спектроскопии для оценки параметров структурных неоднородностей горных пород. 26
1.3.3 Характеристика проблемы возбуждения и приема широкополосных ультразвуковых импульсов. 30
1.4 Современное состояние лазерного оптико-акустического метода структуроскопии материалов 32
1.5 Выводы и постановка задачи исследования 38
Глава 2. Теоретическое обоснование возможности использования лазерной ультразвуковой спектроскопии для оценки параметров зернистой структуры и пористости горных пород 40
2.1 Оценка параметров упругих импульсов, возбуждаемых в геоматериалах лазерным источником ультразвука 40
2.2 Алгоритм расчета коэффициента поглощения оптического излучения в геоматериалах по параметрам возбуждаемых в них оптико-акустических импульсов 49
2.3 Анализ теоретических моделей, связывающих параметры распространения упругих волн в геоматериалах с характерными размерами неоднородностей 52
2.4 Анализ моделей распространения упругих волн в пористых геоматериалах 58
2.5 Выводы 69
Глава 3. Разработка аппаратурного и методического обеспечения лазерных ультразвуковых измерений в геоматериалах 71
3.1 Назначение, состав и принцип работы системы лазерной ультразвуковой структуроскопии геоматериалов 71
3.2 Обоснование характеристик узлов и элементов системы 74
3.3 Обоснование конструкции широкополосных акустических приемников 79
3.4 Методика оптико-акустических измерений и алгоритм обработки их результатов 94
3.5 Выводы 102
Глава 4. Экспериментальная проверка лазерного оптикоакустического метода структуроскопии геоматериалов 103
4.1 Количественная оценка размеров минеральных зерен в горных породах 103
4.2 Диагностика пористости горных пород на основе оптикоакустических измерений мощности структурного шума 116
4.3 Измерение скоростей упругих волн в образцах геоматериалов малых размеров 123
4.4 Методика оптико-акустических измерений параметров зернистой структуры и пористости горных пород 129
4.5 Выводы 136
Заключение 138
Список литературы 140
