Эффект Кайзера (материаловедение)

Эффект Кайзера — это явление, наблюдаемое в геологии и материаловедении , которое описывает характер акустической эмиссии (АЭ) или сейсмичности в массиве породы или другого материала, подвергающегося повторяющимся циклам механического напряжения .

В материале, который демонстрирует начальную сейсмическую реакцию при определенной нагрузке, эффект Кайзера описывает отсутствие акустической эмиссии или сейсмических событий до тех пор, пока эта нагрузка не будет превышена. Эффект Кайзера возникает в результате разрывов (трещин), созданных в материале на предыдущих этапах, которые не перемещаются, не расширяются и не распространяются до тех пор, пока не будет превышено прежнее напряжение. ^{[ 1 ]} ^{[ 2 ]} ^{[ 3 ]}

Фон

Эффект Кайзера назван в честь Джозефа Кайзера, который впервые изучил это поведение материалов в 1950-х годах. ^{[ 4 ]} Он обнаружил это явление, когда изучал АЭ-реакцию металлов, обнаружив, что материалы сохраняют «память» о ранее приложенных напряжениях. ^{[ 5 ]} Кайзер обнаружил, что напряженный образец металла дает нулевую АЭ, если приложенное напряжение меньше, чем ранее приложенное максимальное напряжение. ^{[ 6 ]} Аналогичный эффект был обнаружен и в образцах горных пород, деформированных в процессе акустической эмиссии, в частности в результате циклических термических нагружений образцов каменноугольных песчаников и аргиллитов . ^{[ 7 ]} Эффект Кайзера стал полезен при оценке полных тензоров напряжений на основе способности надежно определять величины предшествующих нормальных напряжений, приложенных к образцу в различных направлениях. ^{[ 8 ]}

Наблюдаемые примеры эффекта Кайзера

Сейсмичность скважин

Наведенная сейсмичность, связанная с закачкой жидкости в скважины и колодцы, часто проявляет эффект Кайзера, при котором сейсмичность может наблюдаться вскоре после первоначальной закачки жидкости, но дальнейшая сейсмичность ограничивается, если поток жидкости остается при постоянном давлении . ^{[ 9 ]} Если давление жидкости в месте закачки позже увеличится, может наблюдаться возобновление сейсмичности из-за большей легкости разрыва, вызванного более высоким давлением поровой жидкости в породе.

Вулканические системы

Эффект Кайзера также наблюдался в отношении перезарядки магматических камер ниже активных вулканических систем. ^{[ 10 ]}

См. также

Эффект счастья

Ссылки

^ «Источники АЭ» . ndt-ed.org. Архивировано из оригинала 14 февраля 2014 г. Проверено 13 декабря 2014 г.
^ Силиберто, С.; Гуарино, А.; Скорретти, Р. (2001). «Влияние беспорядка на процесс зарождения перелома». Физика D: Нелинейные явления . 158 (1–4). Спрингер: 83–104. arXiv : cond-mat/0108514 . Бибкод : 2001PhyD..158...83C . дои : 10.1016/S0167-2789(01)00306-2 . S2CID 14789543 .
^ Эттуни, ММ; Алампалли, С. (2011). Здоровье инфраструктуры в гражданском строительстве: теория и компоненты . Тейлор и Фрэнсис. п. 424. ИСБН 9780849320408 . Проверено 13 декабря 2014 г.
^ . ndt.net http://www.ndt.net/ndtaz/content.php?id=471 . Проверено 13 декабря 2014 г. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )
^ Харди, Реджинальд младший (2005). Акустическая эмиссия/микросейсмическая активность: Том 1: Принципы, методы и геотехнические применения . Лиссе, Нидерланды: Издательство AA Balkema. п. 248. ИСБН 9058091937 .
^ Тан, Чуньань; Хадсон, Джон (2011). Механизмы разрушения горных пород: иллюстрации и объяснения . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 129. ИСБН 9780203841433 .
^ Россманит, HP (2018). Механика трещиноватых и трещиноватых пород . Оксон: Рутледж. п. 58. ИСБН 978-9054109556 .
^ Брэди, Барри Х.Г.; Браун, ET (25 января 2007 г.). Rock Mechanics: Для подземных горных работ . Дордрехт: Springer Science & Business Media. п. 156. ИСБН 9781402020643 .
^ Занг, А., Ой, В., Жуссе, П., Дайхманн, Н., Гритто, Р., МакГарр, А., ... и Брюн, Д. (2014). Анализ наведенной сейсмичности в геотермальных резервуарах – Обзор. Геотермия, 52, 6-21.
^ Хеймиссон, Э.Р., Эйнарссон, П., Зигмундссон, Ф., и Брандсдоттир, Б. (2015). Эффект Кайзера километрового масштаба обнаружен в вулкане Крафла в Исландии. Письма о геофизических исследованиях, 42 (19), 7958-7965.

Эта статья, посвященная технологиям, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[ndt-ed-1] «Источники АЭ» . ndt-ed.org. Архивировано из оригинала 14 февраля 2014 г. Проверено 13 декабря 2014 г.

[gua-2] Силиберто, С.; Гуарино, А.; Скорретти, Р. (2001). «Влияние беспорядка на процесс зарождения перелома». Физика D: Нелинейные явления . 158 (1–4). Спрингер: 83–104. arXiv : cond-mat/0108514 . Бибкод : 2001PhyD..158...83C . дои : 10.1016/S0167-2789(01)00306-2 . S2CID 14789543 .

[google-3] Эттуни, ММ; Алампалли, С. (2011). Здоровье инфраструктуры в гражданском строительстве: теория и компоненты . Тейлор и Фрэнсис. п. 424. ИСБН 9780849320408 . Проверено 13 декабря 2014 г.

[ndt-4] . ndt.net http://www.ndt.net/ndtaz/content.php?id=471 . Проверено 13 декабря 2014 г. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )

[5] Харди, Реджинальд младший (2005). Акустическая эмиссия/микросейсмическая активность: Том 1: Принципы, методы и геотехнические применения . Лиссе, Нидерланды: Издательство AA Balkema. п. 248. ИСБН 9058091937 .

[6] Тан, Чуньань; Хадсон, Джон (2011). Механизмы разрушения горных пород: иллюстрации и объяснения . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 129. ИСБН 9780203841433 .

[7] Россманит, HP (2018). Механика трещиноватых и трещиноватых пород . Оксон: Рутледж. п. 58. ИСБН 978-9054109556 .

[8] Брэди, Барри Х.Г.; Браун, ET (25 января 2007 г.). Rock Mechanics: Для подземных горных работ . Дордрехт: Springer Science & Business Media. п. 156. ИСБН 9781402020643 .

[9] Занг, А., Ой, В., Жуссе, П., Дайхманн, Н., Гритто, Р., МакГарр, А., ... и Брюн, Д. (2014). Анализ наведенной сейсмичности в геотермальных резервуарах – Обзор. Геотермия, 52, 6-21.

[10] Хеймиссон, Э.Р., Эйнарссон, П., Зигмундссон, Ф., и Брандсдоттир, Б. (2015). Эффект Кайзера километрового масштаба обнаружен в вулкане Крафла в Исландии. Письма о геофизических исследованиях, 42 (19), 7958-7965.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]