Исследование процессов диэлектрической релаксации, вызванных поляризацией границ связанная вода - воздух и связанная вода - лед в глинистых породах

Проект направлен на исследование взаимодействия электромагнитных волн с природными объектами с целью получения информации о свойствах этих объектов, в частности глинистых пород. В настоящее время для исследования природных объектов используется широкий частотный диапазон электромагнитных колебаний – от нуля до десятков гигагерц. Однако при исследовании горных пород диэлектрическим методом значимые результаты получены лишь в сравнительно узких частотных диапазонах – низкочастотном (от долей герца до сотен килогерц) и высокочастотном (доли и единицы гигагерц). Промежуточный, достаточно широкий диапазон (от единиц килогерц до сотен мегагерц) практически не используется. Причиной этого является слабая изученность процессов диэлектрической релаксации, сильно влияющих в этом диапазоне на комплексную диэлектрическую проницаемость. В недавних работах авторов проекта показано, что основным релаксационным процессом в частично насыщенных водой песчаниках является процесс, вызванный поляризацией межфазной границы вода-воздух. В глинистых почвах в значительных количествах имеется связанная вода, и при малых значениях водонасыщенности появляется новая граница - связанная вода-воздух. При отрицательных температурах, когда свободная вода превращается в лед, возникает граница связанная вода-лед. Целью проекта является исследование процессов диэлектрической релаксации, вызванных поляризацией этих межфазных границ. В ходе выполнения проекта будут проведены широкомасштабные измерения комплексной диэлектрической проницаемости пород, содержащих связанную воду (бентонитовые глины, каолин и нанопористые силикагели) в широком частотном диапазоне от единиц килогерц до единиц гигагерц при положительных и отрицательных температурах. Будут определены параметры процессов диэлектрической релаксации и установлены их связи с петрофизическими характеристиками пород. Выполненное исследование позволит связать воедино релаксационные процессы, обусловленные как ориентационной поляризацией молекул связанной и свободной воды, так и поляризацией межфазных границ, и приблизиться к пониманию частотных зависимостей комплексной диэлектрической проницаемости глинистых пород в широком частотном диапазоне.