15.1. Как до сих пор определяли скорости продольных и поперечных волн
Упоминания того, что скорости продольных и поперечных волн как-то связаны с множеством каких-то параметров различных сред, можно встретить в очень многих источниках - как в научной, так и в учебной литературе. Так, упругие константы, которыми оперируют в теории упругости, определяются через соотношения между скоростями продольных и поперечных волн. Далее, прочностные характеристики горных пород определяют также по соотношению этих скоростей.
Во всех справочниках даются значения скоростей продольных и поперечных волн. Но как же их определяли? Ведь нигде нет конкретных указаний - как их определять1.
Что касается продольных волн, то здесь казалось все более или менее ясным - за эту скорость воспринимали самую большую скорость. Чаще всего, это скорость распространения фронта. Отсюда и огромный разброс значений скорости VL , поскольку значение Vфр очень зависит от геометрии измерений. Ну, теперь-то мы понимаем ошибочность этого подхода.
Как определяют скорость поперечных волн Vsh - совершенно непонятно. То, что момент вступления второй пачки (или пакета) при сейсморазведочных работах никак не связан со скоростью поперечных волн, это, полагаю, уже совершенно ясно. Но вот мне встретилось утверждение о том, что геологи делают заключение о прочностных характеристиках горных пород, залегающих на больших глубинах на основании соотношения VL и Vsh, значения которых определяют с помощью скважинной ультразвуковой установки.
В результате ознакомления с документацией аппаратуры типа "Парус" я узнал, что назначение этой аппаратуры - дать информацию, достаточную для определения VL и Vsh в породах, мимо которых перемещается снаряд установки. Однако непосредственно из документации можно было узнать только про скорость VL, которая определяется, как и следовало ожидать, по моменту первого вступления. О том, как определять скорость Vsh, мне найти не удалось. Но тем не менее, ознакомившись с лентами самописца, так называемыми каротажками, я увидел, что информация, достаточная для определения скорости Vsh , там присутствовала. То есть наряду с графиком зависимости момента первого вступления от глубины снаряда, там присутствует и график зависимости момента времени, соответствующего скорости Vsh.
Для того, чтобы узнать, как получается эта зависимость мне пришлось поработать на нескольких установках "Парус" - в Донбассе, Кузбассе... С большим трудом мне удалось выяснить, что кривую эту рисует оператор, проводя ручкой линию так, чтобы скорость Vsh составляла примерно половину от скорости VL. Ну что тут скажешь... Но что меня поразило, так это то, что таким "способом" определяют VL во всем Мире.
Думаю, мы в праве считать, что скорости VL и Vsh на метрологически приемлемом уровне до сих пор были неопределяемы.
Обнаружение эффекта АРП и работа с эффектом монохроматора изменили ситуацию, и в разделе 3-5 изложены принципы метрологически корректного определения скоростей продольных и поперечных волн.
1 Мне не хотелось бы здесь обсуждать метод критических углов. Даже если этот метод и позволяет определять скорости продольных и поперечных волн, то погрешность его не ниже 20%.
