Study on nonlinear damage localization process of rocks under water chemical corrosion

Abstract. Study on nonlinear damage localization process of rocks under water chemical corrosion is a more interesting topic in rock mechanics research world widely. It is very important in estimating long term stability of rock engineering, design of nuclear waste repository and its performance estimation, geothermal and petroleum development. This paper reports that new development of study on the topic, including methodology, results of meso-mechanical test, real-time CT scan test and acoustic emission test, temporal fractal behaviors, neural dynamic modeling and chemical-induced damage law, etc. This paper also discusses the research directions of the topic in the near future. Zusammenfassung. Untersuchung zum durch die chemische Corrosion induzierten Schaedigungsprozess ist einer der Trends im Gebiet der Felsmechanik. Sie ist zugleich ein sehr wichtiges Forschungsprojekt u.a. fuer geotechnische Langzeitstabilitaetsanalyse, Langzeitsicherheit eines Endlagers, Erdwaerme- und Erdoelfoerderung. Dieser Aufsatz stellt die neusten Entwicklungen in den folgenden Teilgebieten zusammen: Untersuchungsmethoden, Laborversuchsergebnisse der Mikromechanik, der Computer-Tomographie und der akustischen Emission, zeitabhaengige Fraktaleigenschaften, Modelle fuer die Nervendynamik sowie Modelle fuer chemie-induzierte Schaedigungen. Zum Schluss werden kuenftige Forschungsschwerpunkte bzw. –richtungen diskutiert. Résumé L’étude du processus de la localisation de l’endommagement du à l’érosion chimique est un thème d’actualité pour la mécanique des roches. Elle est également un sujet de recherche d’importance dans l’évaluation de la stabilité à long terme des ouvrages rocheux, l’analyse du system de stockage des déchets nucléaires et l’évaluation de son comportement, l’exploitation de l’énergie thermique et pétrolifère, etc. Cet article présente le développement actuel dans ce domaine, incluant la méthodologie d’étude sur le processus de la localisation de l’endommagement dû à l’érosion chimique, l’analyse des essais mécaniques avec l’observation microscopique, du balayage en temps réel (CT), et de l’émission acoustique. On aborde ainsi modèle des caractéristiques fractural du temps, le modèle de la mécanique dynamique neural, ainsi que la loi de comportement d’endommagement dû à l’effet chimique. Enfin, les perspectives relatives à ces études sont présentées et discutées.