A Study on Source Mechanisms of Micro-Cracks Induced by Rock Fracture

암석파괴시 발생되는 미세균열의 발생원에 대한 연구

Acoustic Emission(AE) signals are emitted by a sudden release of strain energy associated with material damage. A multi-channels of LeCroy system and piezoelectric pressure transducers are employed for AE measurement to investigate the roles of AE in the propagation of macro cracks as well as the characteris-tics of AE wave in occurrence, amplitude and dominant frequency with changes in macro loading modes. Deduced crack opening volume of micro cracks varied widely and implies that AE events could be caused by crystal dislocations on a small scale and grain boundary movements on a large scale. Amplitude of first arrival AE wave emitted during mode I test was approximately 3 times higher than those from mixed mode test, while the number of AE count in mode I test was only 25% of mixed mode. It may imply that the total energy required for generation of a given fracture surface is similar regardless in change of macroloading modes.

암석 시료가 파괴될 때에 발생되는 AE신호는 미세한 균열 발생시의 갑작스런 변형에너지 해바에 기인한다. 압전 압력형 탐촉자와 다채널 기록장치를 이용하여 AE 신호파를 기록하여 분석하므로 외적인 하중조건과 그에 따른 미세균열의 특징에 대하여 연구하였다. 연구결과 미세균열의 체적은 수 $\mu\textrm{m}^3$ 내지 $150,000\mu\textrm{m}^3$로 산출되어서 그 크기가 넓은 범위로 분포하였고 인장형 미세균열이 대체적으로 전단형 보다 큰 체적을 보였다. 또한, 균열원에서의 에너지 강도는 모드 I 하중조건하에서 발생하는 AE 신호가 혼합모드 조건하에서 발생한 신호보다 약 3배정도 크게 나타났으나,시료가 파괴되는 동안 기록된 AE 신호의 숫자는 반대로 모드 I의 경우가 혼합모드의 25%에 불과하였다. 이러한 사실은 같은 크기의 파괴면을 형성하는데 필요한 에너지 요구량이 대체적으로 동일함을 암시하는 것으로 보인다.