Moisture dynamics controls rock elasticity from weakening to stiffening
Notice bibliographique
Résumé
Water is ubiquitous in crustal rocks and has been independently shown to increase and decrease rock elasticity via adsorption-induced weakening and saturation-related stiffening. Yet, the interplay of how weakening and stiffening effects concurrently control the rock elasticity remains unclear. Here, we examine the acousto-mechanical behavior of a free-standing sandstone subjected to gradual water infiltration with a downward-moving wetting front over 7 days. Using time-lapse ultrasonic and digital imaging techniques, we observe elastic weakening ahead of the wetting front, which is explained by an analytical model linking P-wave velocity decrease, adsorption-induced expansion and surface energy decrease established at the grain scale. As the wetting front moves through the probed region, the weakening effect diminishes, and P-wave velocity begins to increase, consistent with findings in granite. This shift is attributed to saturation-related stiffening, supported by an analytical model of partial water saturation. A numerical model simulating the profile of water saturation and vapor further validates these observations. Our research sheds light on a key question in rock deformation: how weakening and stiffening effects jointly control rock deformation during progressive wetting.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».