An experimental study on the validity of Kaiser effect for in-situ stress measurements by Acoustic Emission Method (AEM) in rocks subjected to cyclic loads

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タイトル別名
  • experimental study on the validity of Kaiser effect for in situ stress measurements by Acoustic Emission Method AEM in rocks subjected to cyclic loads
  • 繰り返し荷重履歴を受けた岩盤のAE 法による初期応力の推定におけるKaiser効果の妥当性に関する実験的研究

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説明

The acoustic emission method utilizes the Kaiser effect for inferring the stress state. Since stress tensor has 6 independent components, uniaxial or triaxial tests in 6 different directions are carried out to infer the components of the in-situ stress tensor. The acoustic emission response differs when the (deviatoric) stress level exceeds the one at which material was previously subjected to. The fundamental complexity is that the earth's crust has a stress history. As a result, one may find one or several stress levels during actual experiments. The question is how to select or define the one, which reflects the stress level that rock was subjected to. An experimental study on the acoustic emission responses of initially unstressed rock-like materials under uniaxial cyclic loading conditions was performed. On the basis of these experimental results, the validity of Kaiser effect for inferring stress state by considering the stress level with respect to its uniaxial compressive strength is checked and the applicability of the method for inferring the crustal stresses is discussed.

地殻の初期応力推定法の一つとして, カイザー効果に基づくAE (Acoustic Emission) 法がある。応力テンソルは2階の対象テンソルであるため, 6つの独立な成分を持つ。したがって, 6つの異なる方向に対して1軸や3軸圧縮試験を行い応力テンソルの各成分を推定する必要がある。カイザー効果により, AE の応答は岩盤が以前に受けた応力レベルを超えた時に変化する。実際に, 岩盤から取り出した岩石を用いて実験を行うと, いくつかの応力レベルでAE の応答に変化が見られるケースが多数存在する。これは地殻が様々な応力履歴を受けているのことに起因する。したがって, その岩石が受けていた応力はどれかという疑問が発生する。そこで, 無応力状態で作成した擬似岩石供試体を使用して繰り返し載荷試験を行いAE の応答を実験的に確認した。本論文で, 実験結果に基づき応力推定法に対するカイザー効果の妥当性を調査し, さらに, 地殻の初期応力推定法としてAE 法の適用性について議論する。

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