A Study on the Micro-Crack Development of KURT Granite Using Acoustic Emission Technique

Lee, Chang-Soo; Lee, Kyung-Soo; Kim, Jeop-Seop; Choi, Hey-Joo

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2013;13(2):49-56.
Published online April 30, 2013.

미소파괴음을 이용한 KURT 화강암의 미시적 균열발달특성에 관한 연구

이창수, 이경수, 김진섭, 최희주

A Study on the Micro-Crack Development of KURT Granite Using Acoustic Emission Technique

Chang-Soo Lee, Kyung-Soo Lee, Jeop-Seop Kim, Hey-Joo Choi

Abstract

In this study, moment tensor analysis in acoustic emission (AE) was adopted to analyze the tensile failure mechanism of granite under three point bending load. Source location result was in remarkable agreement with the real failure plane. However, it was showed that although the tensile failure was initiated by the tensile cracks generated from the tip of V shape notch, the failure was mainly caused by shear cracks occurred along the failure boundary. This is considered due to the irregular arrangement of mineral rock. Therefore despite the fact tensile stress was applied to the specimen, tensile and shear cracks were well distributed. In addition, shear cracks interacted with existing neighboring cracks and when the failure occurred, the cumulative volume reached approximately 62%.

Key Words: Acoustic emission; Moment tensor analysis; Bending load; Failure mechanism; Micro crack; Granite

요지

본 연구에서는 Acoustic Emission(AE) 분야의 모멘트텐서해석기법을 적용하여 굽힘하중을 받는 화강암의 인장파괴 메커니즘을 분석하였다. 해석결과 균열발생 구간은 파괴면과 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 최대하중의 70%를 초과하면서부터 인장균열이 노치첨단부, 전단균열은 파괴면을 중심으로 발생하며 파괴는 전단균열의 발달인 것으로 해석되었다. 이는 미세균열은 결합이 상대적으로 약한 광물 경계부를 따라 발생하기 때문이다. 따라서 인장응력이 시료에 가해지더라도 불규칙한 광물 배열로 인하여 인장균열과 전단균열은 복합적으로 발생하며 특히 전단균열은 미끌림 형태로 이웃하는 균열과 결합 성장을 함에 따라 파괴 시 누적 체적비는 62%로 나타났다.

핵심용어: 미소파괴음; 모멘트텐서해석; 굽힘하중; 파괴 메커니즘; 미세균열; 화강암