Publication

Seismic events miss important kinematically governed grain scale mechanisms during shear failure of porous rock

2022
Article
Résumé

Catastrophic failure in brittle, porous materials initiates when smaller-scale fractures localise along an emergent fault zone in a transition from stable crack growth to dynamic rupture. Due to the rapid nature of this critical transition, the precise micro-mechanisms involved are poorly understood and difficult to image directly. Here, we observe these micro-mechanisms directly by controlling the microcracking rate to slow down the transition in a unique rock deformation experiment that combines acoustic monitoring (sound) with contemporaneous in-situ x-ray imaging (vision) of the microstructure. We find seismic amplitude is not always correlated with local imaged strain; large local strain often occurs with small acoustic emissions, and vice versa. Local strain is predominantly aseismic, explained in part by grain/crack rotation along an emergent shear zone, and the shear fracture energy calculated from local dilation and shear strain on the fault is half of that inferred from the bulk deformation.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (32)
Rupture (matériau)
thumb|Courbe de traction idéale d'un matériau ductile thumb|Courbe de traction typique pour un matériau fragile En science des matériaux, la rupture ou fracture d'un matériau est la séparation, partielle (comme une crique ou une fissure ou une brisure) ou complète, en deux ou plusieurs pièces sous l'action d'une contrainte. Une rupture peut être souhaitée par le concepteur de la pièce comme dans le cas de la conception de dispositifs de sécurité ou au contraire celui-ci cherche à éviter cette rupture en mettant en adéquation la fonction de cette pièce avec les dimensionnements et choix des matériaux utilisés et des procédés de fabrication.
Mécanique de la rupture
La catastrophe du Vol 587 American Airlines s'explique par la rupture de la dérive de l'appareil.|vignette La mécanique de la rupture tend à définir une propriété du matériau qui peut se traduire par sa résistance à la rupture fragile (fracture) ou ductile. Car si les structures sont calculées pour que les contraintes nominales ne dépassent pas, en règle générale, la limite d'élasticité du matériau et soient donc par voie de conséquence à l'abri de la ruine par rupture de type ductile ; elles ne sont pas systématiquement à l'abri d'une ruine causée par la présence d'une fissure préexistante à la mise en service ou créée en service par fatigue (comme lors de la catastrophe ferroviaire de Meudon) ou par corrosion sous contrainte.
Infinitesimal strain theory
In continuum mechanics, the infinitesimal strain theory is a mathematical approach to the description of the deformation of a solid body in which the displacements of the material particles are assumed to be much smaller (indeed, infinitesimally smaller) than any relevant dimension of the body; so that its geometry and the constitutive properties of the material (such as density and stiffness) at each point of space can be assumed to be unchanged by the deformation.
Afficher plus
Publications associées (43)

Water weakening and the compressive brittle strength of carbonates: Influence of fracture toughness and static friction

Marie Estelle Solange Violay, Barnaby Padraig Fryer, Corentin Jean-Marie Rémi Noël

Water is ubiquitous within the pore space of rocks and has been shown to affect their physical and mechanical behaviour. Indeed, water can act on the rock strength via mechanical (i.e., reducing the effective stresses) or chemical effects (e.g., mineral di ...
2024

Shear strength and shear stiffness analysis of compacted Wyoming-type bentonite

Alessio Ferrari

Wyoming-type bentonite is one of the materials to be used as part of the Engineered Barrier System (EBS) in deep geological disposal facilities for the safe disposal of spent nuclear fuel.In the KBS-3 type repository, the canisters containing the spent fue ...
ELSEVIER2023

Intrinsic-Strain Engineering by Dislocation Imprint in Bulk Ferroelectrics

Dragan Damjanovic, Fangping Zhuo

We report an intrinsic strain engineering, akin to thin filmlike approaches, via irreversible hightemperature plastic deformation of a tetragonal ferroelectric single-crystal BaTiO3. Dislocations wellaligned along the [001] axis and associated strain field ...
AMER PHYSICAL SOC2023
Afficher plus
MOOCs associés (3)
L'Art des Structures I - Câbles et arcs [retired]
Ce cours présente les principes du fonctionnement, du dimensionnement et de la conception des structures. L'approche est basée sur une utilisation de la statique graphique et traite en particulier des
L'Art des Structures I - Câbles et arcs
L'art des structures propose une découverte du fonctionnement des structures porteuses, telles que les bâtiments, les toitures ou les ponts. Ce cours présente les principes du dimensionnement et les s
Sorption and transport in cementitious materials
Learn how to study and improve the durability of cementitious materials.