圆柱形共振腔体内岩石小样品引起的共振声谱偏移的实验研究

在以前理论的研究基础上, 建立了压电陶瓷管共振声谱实验测量系 统, 考察了共振腔体几何尺寸、环境温度对共振声谱的影响, 并对圆管中存在几何尺寸和声学特性不同的圆柱形小岩样引起的腔体的共振声谱偏移特性进行了实验测量. 结果表明, 在常压下, 随着温度的升高, 腔体共振频率逐渐降低, 共振幅度逐渐增大; 在一定温度和压力下, 当腔体内存在气泡时, 其共振频率和共振幅度都大幅降低. 共振腔的共振声谱受样品的孔隙性及其在腔体中的位置的影响较大. 在腔体中部, 共振频率达到最大值, 但对孔隙样品, 相对于声学参数相同的致密样品而言, 共振腔的共振频率存在偏小的趋势. 当样品位置由腔体顶部沿轴线变化到腔体中部时, 致密样品的共振幅度是逐渐增大的, 但孔隙度较大的样品的共振幅度是逐渐减小的, 而对孔隙度较小的岩样, 其共振幅度出现先增大后再减小的变化趋势. 另外, 通过实验和理论对比, 发现样品的声学参数、几何尺寸以及腔体的几何尺寸对共振频率测量结果的影响规律符合理论模拟结果. 上述结果给利用共振声谱法研究小岩样的低频声学特性提供了实验依据.