Физика горных пород

пород

Лектор: Шульгин Павел Николаевич
http://do.dstu.education
http://sggs-donstu.ucoz.ru/

заряженные частицы и тела.

Величина и направление действия электрических сил

с которой поле действует на заряд к величине этого заряда:

переноса единичного заряда из точки, где силы действия равны нулю

разделены на две группы - проводники и диэлектрики.

Диэлектрики характеризуются

растворы солей, кислот, влажный воздух, плазма, тело человека

по его поверхности;

внешнее электрическое поле электростатическая индукция

стекло, слюда и др.

Е
неполярные
Е=0

Электрическое поле внутри диэлектрика ослабевает

Относительная диэлектрическая проницаемость среды
ε= Евак / Е

внешних условий (температура, напряженность, электрическое поле)

минералы, оксиды, сульфиды,

или ионами и носит название тока проводимости.

в единицу времени. Эту величину называют плотностью электрического тока i.

- это закон Ома. Коэффициент j зависит от рода и состояния проводящей породы и называется удельной электропроводностью.

смещение внутренних связанных зарядов таким образом, что в результате на

несколько видов поляризации:

при смещении электронных орбит и положительно заряженных ядер.

быстрым видом поляризации (возникает за время 10-16-10-14 с.).

ионов или частей кристаллической решётки.
Скорость установления атомной поляризации несколько

связи ионов.

меньше поляризация.

Дипольная ориентационная поляризация завершается в течении
10-10-10-7 с.

из кристаллов, обладающих различными свойствами, и пустот, заполненных жидкостью и

содержащиеся в проводящих и системах, начинают перемещаться в пределах каждого

и заключается в том, что при приложении к кристаллу механической

Этот процесс обратим, т.е. если приложить к кристаллу электрическое поле, то оно вызывает его деформацию.

электрическое поле.

Влияние среды устанавливается законом Кулона о силе взаимодействия

- расстояние между зарядами;
εа - коэффициент , учитывающий электрические свойства

εa= ε·ε0 ,

показывает, во сколько раз уменьшается напряжённость электрического поля в породе

рассеивается (теряется) в единица объёма диэлектрика за I сек.

проводимость);

без переноса вещества (электронная и дырочная проводимости).

с повышением температуры подвижность ионов увеличивается, растет их кинетическая энергия

выше, чем у полупроводников;

возрастание электропроводности полупроводников с повышением температуры, в

горные породы, в них возникают:
поляризация;
возбуждение электронов и ионов;

ток начинает быстро расти - сопротивление диэлектрика убывает.

Напряжение, при котором

зависимости от которых выделяют различные формы пробоя:

тепловой,
электрический,
химический.

как сопротивление горных пород велико, то при небольших напряжениях количество

повышение температуры породы, что вызовет уменьшение ее сопротивления и увеличение

от температуры.

накапливаются под воздействием электрического поля свободные носители тока (ионы, электроны).

в отличие от теплового пробоя происходит практически мгновенно.

Для осуществления

намагничивается, т.е. само приобретает магнитные свойства.

Магнитный момент единицы объема намагниченного

раз внешнее магнитное поле изменяется вследствие намагничивания среды.
B – магнитная

группы:

диамагнетики (μ1, 1,0-1,0064);

ферромагнетики (μ>>1, 1,0064-5,0)

магнитного поля диамагнетики немагнитны.
Парящий 
пиролитический углерод

и имеют положительную магнитную восприимчивость
Парамагнетик в отсутствие
магнитного поля.
Парамагнетик в

Парамагнетик в
присутствии сильного
магнитного поля.

отсутствие внешнего магнитного поля.
Ферромагнетик -
упорядочивание
магнитных
моментов.
Железные стружки притягиваются к этому подковообразному

материи, характеризуемый наличием электрического и магнитного полей, связанных непрерывным взаимным

частицами.

используют:

1 - для получения информации о состоянии массива горных пород;

2

сопротивлением сред.

Волновое сопротивление неограниченной среды в простейшем случае равно:




где Z0=120·π,

свойств наиболее широко используется в геофизике.
При этом проводят последовательный

сульфидные, медно-никелевые, марганцевые руды, бокситы, россыпные месторождения золота, платины, вольфрама,

зарядами.
Эти заряды возникают в земле при пропускании через нее постоянного

Так, граниты, известняки,
песчаники, насыщенные соленой
минерализованной водой, хорошо
проводят электрический

и откосов, обогащения, осуществления других методов геотехнологии.

разрушения пород.

При этом способе не существует непосредственного контакта излучающего

зависит от свойств пород и частоты поля. На этой глубине

(обладающих слабой водоотдачей), используется электроосмос.

Под действием постоянного электрического тока

породы проводить электрический ток.

Для упрочнения пород, уменьшения их склонности к

их естественную радиоактивность, а также параметры, определяющие рассеяние и поглощение

содержащих радиоактивные элементы (уран U, торий Th, радий Ra), либо

радиоактивные элементы и изотопы, вследствие чего наличие таких минералов в

происходит излучение
α- , β-частиц и - γ -лучей.
γ

в 2 раза лишь слоем свинца толщиной 1,6 см или

количеством распадающихся за 1 с атомов в 1 кг вещества.

породах оцениваются коэффициентами поглощения и сечениями рассеяния и захвата.

Проходя через

-квант вырывает электрон из электронной оболочки атома, передавая ему всю

энергии (Комптон-эффект).


В результате уменьшается энергия кванта, меняется направление его

Артур Холли Комптон

рассеяние, составляет около 90 % общих потерь.

Полный коэффициент поглощения γ