Dynamische Brucherkennung in Geomaterialien auf der Grundlage von Schallemission und faseroptischen Methoden

Globales Versagen in spröden Geomaterialien wird durch die Bildung und Ausbreitung einer Vielzahl von Rissen verursacht.
Da es derzeit nicht möglich ist, dieses Verhalten in großem Maßstab mathematisch vorherzusagen, könnte ein System, das in der Lage ist, visuell nicht erkennbare Mikrobrüche zu verfolgen, dazu beitragen, den genauen Zeitpunkt und den Ort zu bestimmen, an dem es zum globalen Versagen des Materials kommt. Derzeit sind zerstörungsfreie Technologien zur Erkennung und Verfolgung der Ausbreitung von Mikrobrüchen äußerst komplex, teuer und fast ausschließlich für Laborprüfungen geeignet. Als Alternative kann eine wertvolle Technologie durch die Kombination von Distributed Fiber Optics (DFO) und Acoustic Emission (AE) hergestellt werden.
Die Kombination von AE (Messung von elastodynamischer Spannungswellen) und verteilten faseroptischen Sensoren (hochauflösenden Dehnungsmessungen) ist eine präzise Bruchüberwachungsmethode zur Identifizierung und Klassifizierung der Rissbildung und -ausbreitung in Geomaterialien.
Im Rahmen dieser Forschung werden Gesteinsproben sowohl mit DFO als auch mit AE überwacht und Gesteinsverformungstests unter verschiedenen Temperatur- und Begrenzungsbedingungen bis zu 250 °C und 200 MPa.
Die Anwendung dieser Technologie wird helfen, das Versagen von sprödem Geomaterial besser vorherzusagen und kritische Bedingungen im Zusammenhang mit instabilen Makrorissen und deren Ausbreitung zu verstehen und damit der strukturelle Zustand von Infrastrukturen zu bewerten. Die Erkennung und Klassifizierung von Brüchen mit dem Potenzial für katastrophales Verhalten in Bohrlöchern, Betondämmen und Brücken wird nämlich im Voraus erkannt.