木山層砂岩破裂音射源之空間特性

The spatial fracture distribution characteristic of sandstone under loading condition

蔡美貞(Mei-Chen Tsai)

指導教授 ： 黃燦輝

國立臺灣大學/工學院/土木工程學研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2006.00207

摘要

本研究以木山層砂岩與花崗岩進行單軸荷重之加壓與加解壓音射試驗，討論岩石受壓過程中破裂頻率、振幅分佈與破裂位置之演變，並將破裂振幅及破裂源之整體分佈特性，加入地震參數a值與b值以及碎形參數叢集維度Dc值與雙點相關維度Dcorr值之定量分析，以建立彼此間之關係性。
主要結論如下：(1)花崗岩於尖峰強度前所發生之音射次數大於砂岩，於尖峰強度後發生次數小於砂岩。顯示花崗岩破裂後之塊體立即崩落分離，而砂岩之破裂並非碎裂性，較易獲得完整應力應變行為，其中，花崗岩破壞前微震事件突然減少的期間極短，因此比砂岩不易被預測。(2)兩種岩石受壓達破壞過程中b值皆有下降之趨勢，表示大能量之破裂均發生於加壓後期。其中加壓後期花崗岩大能量破裂次數多於砂岩。(3)在岩石尖峰破壞前，音射源之分佈碎形參數中Dc值會有短暫的下降，意即破裂趨於集中某處；而Dcorr則會上升，顯示兩兩破裂距離愈來愈趨於集中至破裂面上，這兩種現象在砂岩均優於花崗岩，故可用以量化預知砂岩的破壞時機。(4)花崗岩的極值Dc值大於砂岩，表示花崗岩的破裂點間之相對位置較輻射狀分散，其破壞較屬於碎裂性，而砂岩破裂位置則較叢聚，破壞侷限於剪裂帶上。(5)整體而言，加壓階段產生之音射次數、能量遠大於解壓與再壓階段。在解壓階段應力遞減時，花崗岩尚有極多的音射事件，顯見花崗岩之破裂行為較屬於不穩定斷裂。(6)高應力階下進行加解壓所產生之音射次數與能量高於在低應力階段，顯示高應力階時岩石之破裂具較多的不穩定型斷裂。

關鍵字

音射定位 ； 空間分佈 ； 木山層砂岩 ； 花崗岩 ； 單壓試驗 ； 不穩定斷裂 ； 地震參數 ； 碎形維度

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Acoustic Emission ； fractal ； spatial distribution

參考文獻

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