Wykorzystanie Efektu Emisji Sejsmoakustycznej w Geotechnice. Geotechnical Applications of Seismoacoustic Emission

Seismoacoustic (called also acoustic or geoacoustic) emission is generated in rocks as a result of various dynamic processes of deformation and fracturing. These processes are accompanied by sudden elastic energy release, and elastic waves are emitted from the source. The main purpose of this work was to explain the seismoacoustic phenomena from physical point of view, basing on the synthesis of observations which have been made until now. 

The main rules of elastic wave propagation in rocks have been briefly discussed, taking into account the elastic wave energy changes due to propagation of wave front and attenuation. Assuming the typical Q values for rocks, the author estimated the maximum distances for different frequencies in seismoacoustic signals.

CONTENTS

Streszczenie, ...3
1. Wstęp, ...5
2. Ogólna charakterystyka emisji sejsmoakustycznej, ...9
2.1 Rozchodzenie się fal sprężystych w skałach, ...12
2.2 Najczęściej wykorzystywane parametry emisji sejsmoakustycznej, ...22
3. Źródła emisji sejsmoakustycznej w skałach, ...29
3.1 Energetyczna analiza procesu pękania skał, ...36
3.2 Pękanie kruche i quasi-kruche, ...40
3.3 Pękanie ciągliwe, ...51
3.4 Podkrytyczny wzrost pęknięcia, ...55
3.5 Emisja sejsmoakustyczna jako wynik lokalnych niestabilności w procesie deformacji skał lub w procesie niszczenia ich struktury, ...59
4. Widmo częstotliwościowe sygnałów sejsmoakustycznych, ...62
5. Aparatura do pomiaru emisji sejsmoakustycznej, ...72
5.1 Czujniki, ...72
5.2 Aparatura rejestrująco-analizująca, ...75
5.3 Kalibracja i cechowanie aparatury, ...81
6. Zmiany aktywności sejsmoakustycznej w procesie deformacji skał, ...83
6.1 Wpływ wzrostu obciążenia na zmiany aktywności sejsmoakustycznej w skałach, ...84
6.2 Zmiany aktywności sejsmoakustycznej przy stałym obciążeniu, ...94
6.3 Przebiegi aktywności sejsmoakustycznej przy obciążaniu cyklicznie zmiennym, ...100
6.4 Wpływ naprężeń termicznych na powstawanie emisji sejsmoakustycznej, ...103
7. Rozkład amplitudowy emisji sejsmoakustycznej, ...105
7.1 Podstawy fizyczne rozkładu amplitudowego emisji, ...106
7.2 Zmiany rozkładu amplitudowego emisji sejsmoakustycznej w procesie deformacji, ...112
8. Lokalizacja ognisk emitowanych sygnałów sejsmoakustycznych, ...115
8.1 Przybliżona ocena miejsca położenia ogniska sygnału sejsmoakustycznego, ...116
8.2 Metody lokalizacji ognisk sygnałów sejsmoakustycznych, ...119
9. Wykorzystanie zjawiska emisji sejsmoakustycznej w geotechnice. Wybrane przykłady zastosowań, ...125
9.1 Stabilność wyrobisk i struktur geotechnicznych, ...125
9.2 Przewidywanie momentu zniszczenia, ...128
9.3 Wykorzystanie możliwości lokalizowania źródeł emisji sejmoakustycznej, ...130
9.4 Inne zastosowania, ...133
10. Zakończenie, ...135
Literatura, ...137
Geotechnical applications of seismoacoustic emission (summary), ...174