Charakterizace procesu porušování migmatitu prostřednictvím ultrazvukových metod

Abstract

Tématem předkládané práce je studium procesu porušování migmatitu, který patří mezi krystalinické nízko-porozitní anizotropní horniny. Migmatit pochází z lokality Skalka a jako vhodný horninový materiál byl vybrán, zejména s ohledem na jeho makroskopicky viditelnou plošně paralelní strukturu - foliaci. Proces porušování byl studován prostřednictvím jednoosých zatěžovacích zkoušek prováděných na válcových vzorcích migmatitu se sklonem foliace 13ř (subhorizontální), 47ř, 67ř a 81ř (subvertikální). V průběhu zatěžovacích zkoušek bylo, pomocí sítě osmi piezokeramických snímačů, prováděno ultrazvukové prozařování (UP) a monitorována akustická emise (AE). Realizovaná studie procesu porušování se opírá zejména o intepretaci měření dvou uvedených ultrazvukových metod. Součástí práce bylo také vytvoření programového vybavení včetně vývoje a testování metod umožňujících zpracování a interpretaci měřených dat UP a AE. Metodická část práce zahrnuje: vytvoření a testování algoritmů pro odečet času příchodu podélných vln; stanovení anizotropního rychlostního modelu jak pro popis změn velikosti a orientace anizotropie v průběhu zatěžování, tak i pro lokalizaci jevů akustické emise; stanovení počátku mikroporušování pomocí intepretace amplitud prvního nasazení UP. Intepretací dat UP a AE byl zjištěný odlišný...

Submitted PHD thesis is focused on fracturing process of migmatite, which is a low porosity anisotropic rock. Migmatite, from a locality Skalka, was chosen as a suitable experimental material, namely due to its macroscopically visible, plane-parallel structure (foliation). The fracturing was studied by means of uniaxial loading experiments on cylindrical samples with different dip of migmatite foliation: 13ř (subhorizontal), 81ř (subvertical) and oblique (47ř and 67ř). The net of eight piezoceramic transducers was employed for ultrasonic sounding (US) measurement and acoustic emission (AE) monitoring during the loading experiments. Realized study of migmatite fracturing is based on the interpretation of both mentioned ultrasonic methods. Part of this work was a software development, including its testing for processing and interpretation of measured AE and US data. Methodical part of the thesis consists of: development and testing of algorithms for automatic P wave arrival detection; introduction of anisotropic velocity model to describe magnitude and orientation of velocity anisotropy, as well as to localize AE events in anisotropic velocity field; determination of crack initiation stress using first arrival amplitude of US. Based on the interpretation of AE and US data, there was found a...