Solid body fracturing mode by shear-tensile source model: acoustic emission laboratory study
Project goals
Acoustic emission (AE) is the process accompanying the brittle fracturing of solid body and simultaneously an indispensable tool for its study. Laboratory experiments under controlled loading conditions make it possible to differentiate the effect of important factors like material structure, stress field, crack presence, etc. on fracture initiation and development, and allow simulate the nature in situ. We will detect and classify the shear and tensile modes of rock fracturing by inverting the AE data gathered using a multichannel AE event recording system. The goal is to reveal mutual influence of rock structure and stress orientation, as well as the impact of microcrack concentration and orientation on the fracture mode changes. A novel source model consisting straight from the individual fracture modes will be applied for inversion of AE data, which is more robust in contrast to the traditional moment tensor against common deficiencies in the setup of the inverse task, like noise in the data, mislocation, inexact velocity model and sparse configuration of the sensors.
Keywords
Microfractureacoustic emissionanisotropylocalizationsource modelfracturing modesshear tensile mechanismmoment tensor
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Geofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Geologický ústav AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-03950S
Alternative language
Project name in Czech
Mód porušování pevných těles na základě střižně-tahového modelu: laboratorní monitorování akustické emise
Annotation in Czech
Akustická emise (AE) je proces, který doprovází křehké rozrušování pevných těles a zároveň nepostradatelný nástroj pro jeho studium. Laboratorní pokusy při řízených zatěžovacích podmínkách umožňují rozlišit vliv důležitých jevů jako je struktura materiálu, pole působícího napětí, přítomnost trhlin, atd. na iniciaci procesu porušování a na jeho vývoj, a umožňují simulovat podmínky in situ. Pro detekci a klasifikaci módů porušování využijeme rozklad mechanismu do střižné a tahové složky. Mechanismus mikroporušení stanovíme inverzí AE dat zaznamenaných vícekanálovým registračním systémem. Jejich analýza pomůže objasnit vzájemný vliv struktury hornin a orientace napětí, stejně jako určit vliv orientace a koncentrace trhlin na změnu módů porušování. Při inverzi dat AE bude použit nový zdrojový model, který přímo obsahuje všechny módy porušování. Uvážíme-li časté problémy inverzní úlohy, jako je šum v datech, chybná lokace, nepřesný rychlostní model a řídká konfigurace snímačů, je tento model mnohem robustnější než tradiční momentový tenzor.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
JI - Composite materials
CEP - another secondary branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project brings new insights into the inversion of AE data using a new source model designed by the project investigators. Compared with earlier source models, the proposed AE source model has considerably greater reliability in terms of distinction between AE tensile and shear modes. The number of RIV results is solid with respect to the investigators team size.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 26, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
6,051 thou. CZK
Public financial support
5,847 thou. CZK
Other public sources
204 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 051 CZK thou.
Public support
5 847 CZK thou.
96%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018