Abstract
A total of 864 measurements for P- and S- wave velocity of acrylic and stainless steel core samples have been performed with respect to their lengths and axial load applied. S-wave velocity measurement was much harder than P-wave velocity, so that it showed higher deviation in measured S-wave velocity with respect to repeated measurement, length of the cores, and the axial load applied. Velocity measurements for acrylic cores showed more stable and less than half of the variation between the measurements than the stainless steel cores. This seems to be come from better coupling between the transducers and acrylic cores than stainless cores, and from larger value of the first arrival time in a similar system noise environments. From the analysis of the 864 measurements, it is recommended that the length of the core be 60 ~ 90 mm, axial load between 20 kg (27.7 $N/cm^2$) and 30 kg (41.6 $N/cm^2$) for measurement of wave velocity of the acrylic and stainless steel cores. Especially for measuring S-wave velocity of stainless steel core, core length should be less than 50 mm, otherwise it will be affected by mode conversion or others. These results can be used in measurement and correction for system delay in wave velocity measurement for rock cores.
암석시료에 대한 음파 속도측정의 정확성을 검증하고 정밀한 측정을 위한 기초적인 실험의 일환으로 아크릴과 스테인리스강 재질의 시료에 대하여 길이와 축하중을 달리하여 각각에 대해 3회씩 측정한 총 864 경우에 대하여, 시험편을 통과한 초동 주시를 측정하고 분석하였다. 축하중이 가해진 상태에서의 S-파 측정은 P-파에 비해 측정에 어려움이 있었으며 이에 따라 반복측정, 길이, 축하중에 의한 편차도 S-파가 훨씬 크게 나타났다. 또한, 재질에 따라서는 스테인레스강 시편보다는 아크릴 시편의 초동주시 편차가 약 2배 정도 양호하게 나타났으며 이는 아크릴 시험편의 경우가 트랜스 듀서와 시험편 간의 접촉 coupling이 안정적이며 또한 동일한 시간 분해능이나 유사한 전기적 잡음에 비하여 초동 주시가 길기 때문으로 판단된다. 실험결과, 아크릴 시험편과 스테인리스강 시험편의 탄성파 속도를 측정할 때는 60 ~ 90 mm 정도의 길이를 갖는 시험편을 20 kg (27.7 $N/cm^2$) ~ 30 kg (41.6 $N/cm^2$) 내외의 축하중 하에서 측정하는 것이 가장 좋으며, 스테인리스강 시험편의 S-파 속도는 길이 50 mm 이하의 시험편을 사용하여 측정해야 한다. 이러한 실험 결과는 암석 코어의 속도 측정시 시스템 지연의 측정 및 보정에 활용될 수 있을 것이다.
