Аннотация:
Изложены вопросы методического и аппаратурного обеспечения регистрации и измерения параметров быстропротекающих процессов, сопровождающих взрывное разрушение горных пород. Рассмотрены основные закономерности формирования и распространения упругих колебаний и волн, используемые для экспериментального исследования явления взрыва, механизмов и последствий его воздействий на окружающую среду. Описаны методы и технические средства измерения параметров быстро-протекающих процессов во временной и спектральной областях на основе электрических измерений неэлектрических величин, а также способы изучения указанных процессов с использованием высокоскоростной фотографии и кинематографии.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Взрывное дело» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». Может быть рекомендован также научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами измерения и контроля в горном деле.
Содержание:
Введение
1. Физические закономерности распространения упругих волн при взрывах
1.1. Природа упругих волн. Взаимосвязь волнового и колебательного процессов
1.2. Общая характеристика колебательных процессов
1.3. Гармонический осциллятор. Уравнение колебаний
1.4. Энергия свободных незатухающих колебаний
1.5. Свободные затухающие колебания
1.6. Упругие волны в безграничной среде
1.6.1. Характеристики волнового поля
1.6.2. Типы и скорости распространения упругих волн в газообразных, жидких и твердых средах
1.6.3. Затухание упругих волн
1.7. Волновое уравнение
1.8. Отражение, преломление, интерференция, дифракция и рефракция упругих волн
1.9. Методы и средства определения скоростей распространения упругих волн в горных породах
1.10. Взрыв как источник упругих волн в массиве горных пород
Вопросы и задания для самопроверки
2. Методы и средства изучения быстропротекающих процессов на основе электрических измерений неэлектрических величин
2.1. Обобщенная структурная схема электрических измерений неэлектрических величин
2.2. Основные типы и классификация первичных измерительных преобразователей.
2.3. Характеристики и параметры преобразователей..
2.4. Общие принципы построения и основные типы преобразователей, используемых для измерения физических величин
2.4.1. Механические преобразователи
2.4.2. Резистивные преобразователи
2.4.3. Емкостные преобразователи
2.4.4. Электромагнитные преобразователи
2.4.5. Пьезоэлектрические преобразователи
2.4.6. Оптоэлектронные преобразователи.
2.4.7. Тепловые преобразователи
2.5. Преобразователи для сейсмометрических наблюдений
2.5.1. Принципы действия сейсмометров
2.5.2. Типы сейсмоприемников и их конструкции
2.5.6. Основные параметры и особенности применения приемников упругих колебаний
2.6. Основные принципы согласования первичных преобразователей с каналами связи и вторичными измерительными приборами и регистраторами
2.7. Принципы построения измерительных приборов и систем для изучения взрывных и ударных процессов
2.8. Применение измерительных преобразователей и приборов для регистрации быстропротекающих процессов
2.8.1. Измерение быстроменяющихся давлений
2.8.2. Измерение скорости детонации взрывчатых веществ
2.8.3. Исследование деформаций и напряжений в горных породах
2.8.4. Исследование скорости развития трещин
2.9. Оценка сейсмического действия взрыва на массив горных пород и сооружения
2.9.1. Регистрация сейсмических сигналов и их форма
2.9.2. Расчет спектров сейсмосигналов
2.9.3. Расчет смещений и их ускорений
2.9.4. Расчет зависимостей максимальной колебательной скорости от расстояния
2.9.5. Зависимость колебательной скорости от массы ВВ и расстояния до места взрыва
2.9.6. Расчет относительных деформаций и напряжений, вызываемых сейсмической волной в массиве пород
2.9.7. Оценка сейсмического действия взрыва на здания и сооружения
2.9.8. Вероятностный расчет зоны нарушенности в массиве пород по результатам сейсмических измерений
Вопросы и задания для самопроверки
3. Методы и средства регистрации быстропротекающих процессов и измерения их параметров во временной и спектральной областях
3.1. Электронно-лучевые осциллографы. Принцип действия и основные характеристики
3.1.1. Цифровые осциллографические устройства
3.1.2. Широкополосные и стробоскопические осциллографы
3.1.3. Запоминающие осциллографы
3.1.4. Особенности работы электронно-лучевых осциллографов в комплексе с первичными измерительными преобразователями и фотокамерами
3.2. Светолучевые осциллографы
3.3. Магнитографы
3.4. Анализаторы частотного спектра
3.4.1. Последовательные спектроанализаторы
3.4.2. Параллельные спектроанализаторы
3.4.3. Анализаторы спектра на основе преобразования Фурье
Вопросы и задания для самопроверки
4. Высокоскоростные фотография и кинематография как методы регистрации и изучения быстропротекающих процессов
4.1. Сущность и характеристики процессов фото- и кинорегистрации
4.2. Скоростные киноаппараты с прерывистым движением пленки
4.3. Специализированные скоростные киноаппараты с непрерывно перемещаемой кинопленкой
4.4. Фоторегистрация быстропротекающих процессов с использованием щелевой развертки
4.5. Высокоскоростные фотографические затворы
4.6. Информационные возможности фото- и кинорегистрации при исследовании процессов, сопровождающих взрывное разрушение горных пород
Вопросы и задания для самопроверки
Список литературы
Приложения. Теория сейсмометров
П1. Способы регистрации сейсмоколебаний
П2. Уравнение регистрации сейсмоколебаний при прямом методе регистрации
П3. АЧХ выходного смещения массы по отношению к скорости и ускорению колебаний основания
П4. Сейсмоприемники с преобразованием колебаний в электрический сигнал
Предметный указатель
