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Overview of acoustic emission monitoring of rock structures

Rock mechanics : journal of the International Society for Rock Mechanics = Felsmechanik, v.14 no.1, 1981년, pp.27 - 35  

Koerner, R. M. ,  McCabe, W. M. ,  Lord Jr., A. E.

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SummaryOverview of Acoustic Emission Monitoring of Rock StructuresThe acoustic emission technique for monitoring the stability of rock masses in mines was initiated in the late 1930's by Obert and Duvall in the U. S. A. and Hodgson in Canada. The technique, called microseismic monitoring at that tim...

Abstract

ZusammenfassungÜberblick über die Beobachtung von Fels mit Hilfe der „Acoustic-Emission-Technik“Um 1940 wurde die „Acoustic-Emission-Technik“ zum erstenmal von Obert und Duvall1 in den USA und von Hodgsen2 in Kanada im Bergbau zur Überwachung des Gebirges eingesetzt. Derzeit wird versucht, diese Technik, die damals (und manchmal auch noch heute) „microseismic monitoring“ genannt wurde, über den Bergbau hinaus bei einer Vielzahl von Problemen im Zusammenhang mit dem Tiefbau anzuwenden. Dazu gehören:Beobachtung von unter Spannung stehendem Fels (Thema dieser Arbeit).Überwachung von Gesteinsmassen im weitesten Sinn (Dämme, Schüttungen, Gründungen usw.).Überwachung von Durchsickerungen und Injektionen in Fels und Böden.Bestimmung der Geschichte von In-situ-Spannungen von Fels und Böden.Überwachung von Stahlkonstruktionen (Autobahnbrücken und Bohrinseln).Überwachung von Betonbrücken, Talsperren und Gebäuden.Überprüfung des Zustandes von Dauer- oder Kurzzeitankern, Stahlseilen und anderer Teile großer Bauwerke.Während die meisten der angeführten Möglichkeiten noch in irgendeiner Weise in Entwicklung sind, ist ihre Anwendbarkeit gesichert und ein Einsatz in der Praxis in greifbare Nähe gerückt.Diese Arbeit beschreibt die Einsatzmöglichkeiten der genannten Methode zur Beobachtung von Fels und die Entwicklungstendenzen, die derzeit von den Geräteherstellern verfolgt werden.

Abstract

RésuméUn examen de l'émission acoustique de contrôle des structures rocheusesObert et Duvall aux États-Unis et Hodgson au Canada on instauré la technique de l'émission acoustique pour contrôler la stabilité des masses rocheuses dans les mines entre 1935 et 1940. Cette technique, qui s'appelait à l'époque le contrôle microséismique (et qui s'appelle ainsi de nos jours), s'étend à bien d'autres domaines que l'industrie minière et s'applique à toutes sortes de problèmes de génie civil, y compris:Le contrôle de toutes sortes d'efforts de masses rocheuses outre les mines (le sujet de cette étude).Le contrôle de diverses masses de terre (barrages, remblais, fondations, etc.).Le contrôle du suintement et l'écoulement de mortier liquide dans la roche et dans la terre.La détermination de l'histoire des efforts de la roche et de la terrein situ.Le contrôle des ponts d'acier qui traverse les grandes routes et des platesformes flottantes pour l'exploration offshore.Le contrôle des ponts, des barrages, et des bâtiments de béton.L'évaluation de la solidité des ancres permanents et provisoires, du câble métallique, et des parties composantes des systèmes structurales plus grandes.Bien que la plupart de ces procédés soient toujours en voie de développement, on a déjà déterminé leur praticabilité; l'exécution de ces procédés se trouve à des étapes différentes.Dans cette étude, on décrit la méthode du contrôle de l'émission acoustique par rapport au contrôle des roches, et les chemins poursuivis actuellement par des fabricants d'équipements. Ensuite, on décrit brièvement les applications de la méthode par rapport au contrôle des structures rocheuses.

참고문헌 (13)

  1. Obert, L., Duvall, W. I.: Microseismic Method of Predicting Rock Failure in Underground Mining, Parts I and II, R. I. 3797 and 3803, USDI, Bureau of Mines, 1946. 

  2. Toronto, Ontario, Canada E. A. Hodgson 46 313 1943 Hodgson, E. A.: Trans. of the Canadian Inst. of Min. and Metal., Toronto, Ontario, Canada, Vol. 46, 1943, p. 313. 

  3. McCabe, W. M.: Acoustic Emissions in Coal: A Laboratory Study, Proc. 2nd Conf. on AE/MS in Geologic Structures and Materials, Trans. Tech. Publ., 1980. 

  4. Blake, W., Leighton, F., Duvall, W. I.: Microseismic Techniques for Monitoring the Behavior of Rock Structures, Bulletin 665, USDI, Bureau of Mines, 1974, p. 66. 

  5. Hardy, H. R., Jr., Leighton, F. W., Eds.: Proceedings First Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, Trans. Tech. Publ., 1977. 

  6. Hardy, H. R., Jr., Leighton, F. W., Eds.: Proceedings Second Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, Trans. Tech. Publ., 1980. 

  7. ASTM-STP R. H. Hardy Jr. 571 80 1975 Hardy, R. H., Jr.: Evaluating the Stability of Geologic Structures Using Acoustic Emission, ASTM-STP 571, 80?106 (1975). 

  8. Lord, A. E., Jr., Koerner, R. M.: Acoustic Emission in Geological Materials, Proceedings of Joint Mtg. of Acoustical Societies of America and Japan, Nov. 22?Dec. 1, 1978, Publ. by U. C. L. A., K. Ono, Ed., pp. 261?307. 

  9. J. Boston Soc. Civil Engineering F. J. Crandell 42 31 1955 Crandell, F. J.: Determination of Incipient Roof Failures in Rock Tunnels by Microseismic Detection, J. Boston Soc. Civil Engineering,42 31?59 (1955). 

  10. Z. T. Bieniawski 41 1979 The Geomechanics Classification in Rock Engineering Applications, Proceedings 4th Int. Congress Rock Mechanics, Vol. 2 Bieniawski, Z. T.: The Geomechanics Classification in Rock Engineering Applications, Proceedings 4th Int. Congress Rock Mechanics, Vol. 2, (Montreux, Switzerland, ISRM, 1979), pp. 41?48. 

  11. McCauley, M. L.: Monitoring Slope Stability with Acoustic Emission, Proceedings 1st Conf. on AE/MS in Geologic Structures and Materials, Trans. Tech. Publ., 1977, pp. 257?270. 

  12. Koerner, R. M., McCabe, W. M., Huck, P. J., Welsh, J. P.: Hydrofracture Monitoring Using the Acoustic Emission Method, Proceedings of Geotech. and Environ. Aspects of Geopressure Energy, Engr. Foundation Conf., Sea Isle, Georgia, Jan. 13?18, 1980. 

  13. Bacon, C. F.: Acoustic Emission Along the San Andreas Fault in Southern Central California, Materials Evaluation, May 1976, pp. 16?31. 

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