Subcritical crack growth in rocks in an aqueous environment

Nara, Yoshitaka; Takada, Masafumi; Igarashi, Toshifumi; Hiroyoshi, Naoki; Kaneko, Katsuhiko

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자료유형: 학술저널

저자정보: Nara, Yoshitaka (홋카이도대학 공학대학원) Takada, Masafumi (홋카이도대학 공학대학원) Igarashi, Toshifumi (홋카이도대학 공학대학원) Hiroyoshi, Naoki (홋카이도대학 공학대학원) Kaneko, Katsuhiko (Graduate School of Engineering, Hokkaido University)

저널정보: 한국지구물리.물리탐사학회 지구물리와 물리탐사 지구물리와 물리탐사 제12권 제1호

발행연도: 2009.1

수록면: 163 - 171 (9page)

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임계하 균열성장(subcritical crack growth)은 암석 내에서 오랜 시간 동안 일어나는 균열시스템 발달의 주된 원인으로 그 중요성이 매우 크다. 본 연구에서는 증류수(pH = 5-7)와 수산화나트륨(NaOHaq, pH = 12)용액으로 포화된 암석과 건조암석에서의 임계하 균열성장에 대해 고찰하였다. 아울러 공극유체의 수소이온농도(pH)의 영향도 함께 살펴보았으며, 안산암과 화강암이 연구에 사용되었다. 연구방법은 온도가 조절된 환경에서 이중-비틀림 실험(double-torsion test)을 실시하여 균열성장속도와 응력확장계수와의 상관관계를 파악하였다. 연구의 결과 수성환경에서 균열성장속도가 건조한 경우보다 크게 나타났으며, 이는 기존 연구에서 물이 첨가되었을 때 균열성장속도가 빨라지는 결과와 잘 일치한다. 증류수와 수산화나트륨 사이의 결과에서는 수소이온농도의 차이에도 불구하고 균열성장속도의 차이가 나타나지 않았으며 이는 수산화이온이 균열성장을 가속한다는 기존의 결과와는 차이를 보였다. 따라서 균열의 첨단부(crack-tip)에서의 수소이온농도의 차이는 균열의 성장에 영향을 미치지만, 공극유체의 전체적인 수소이온농도(bulk pH)의 영향은 매우 적다는 결론을 얻을 수 있었다.

#수성환경 #이중-비틀림 실험 #암석 #임계하 균열성장 #온도

참고문헌 (25)

참고문헌 신청

Anderson, O. L. / 1977 / Stress corrosion theory of crack propagation with applications to geophysics / Reviews of Geophysics and Space Physics 15:77~104

Atkinson, B. K. / 1984 / Subcritical crack growth in geological materials / Journal of Geophysical Research 89:4077~4114

Atkinson, B. K. / 1981 / Stress corrosion cracking of quartz: a note on the influence of chemical environment / Tectonophysics 77:1~11

Charles, R. J. / 1958 / Static fatigue of glass I / Journal of Applied Physics 29:1549~1553

Freiman, S. W. / 1984 / Effects of chemical environments on slow crack growth in glasses and ceramics / Journal of Geophysical Research 89:4072~4076

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