Der Berstversuch ist eine gängige Methode, welche vor allem in der Erdölindustrie zur Abschätzung der Bruchzähigkeit (KIC) von Gestein unter Einspannung im Labor verwendet wird. Im Gegensatz zu anderen Methoden werden hier Gesteinsproben unter Spannung geprüft, was den tatsächlichen Untergrundbedingungen eines belasteten Bohrlochs mit zweiflügeligen Brüchen entspricht und daher als vorteilhaft gegenüber anderen Methoden angesehen wird. Die Bruchausbreitung wird bei diesem Berstversuch nur durch ein plötzliches Bersten der eingespannten Probe angezeigt, wobei der Berstdruck gemessen wird. Die Bruchzähigkeit der Probe kann dann berechnet werden, indem dieser aufgezeichnete Druck als kritischer Druck für die Ausbreitung der axial vorgekerbten Flügelbrüche verwendet wird. Das Bruchwachstum kann jedoch bereits vor dem Bersten der Probe einsetzen, was eine mögliche Schwäche dieser Technik darstellt. Die Ursache ist das Vorhandensein eines stabilen Risswachstums vor dem instabilen „Bersten“. Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Erkennung dieses stabilen Risswachstums besteht eine erhebliche Unsicherheit in Bezug auf die Risslänge, die bei der Analyse der Ergebnisse verwendet wird.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Bruchzähigkeit abzuschätzen, indem die stabilen und instabilen Verhaltenstypen aus numerischen Modellierungen mit den Ergebnissen von modifizierten Berstexperimenten unter Verwendung der akustischen Emissionsmessung (AE) verglichen wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass bei bestimmten Probengeometrien und Belastungskombinationen ein stabiles Verhalten vor dem Bruch der Probe auftritt. Der Unterschied zwischen stabilem und instabilem Verhalten wird anhand der Aufzeichnungen der Schallemissionsüberwachung festgestellt. Darüber hinaus werden Vorschläge für genauere Bruchzähigkeitsberechnungen anhand der Ergebnisse der Bruchzähigkeitsversuche dargestellt. Aus Experimenten mit instabilen Konfigurationen werden konsistentere Schätzungen der Bruchzähigkeit gewonnen. Die Ergebnisse von Experimenten mit instabilem Verhalten deuten auf eine positive Korrelation zwischen dem Umschließungsdruck und den Schätzungen der Bruchzähigkeit hin, was mit vielen in der Literatur gemachten Beobachtungen übereinstimmt. Schließlich werden Experimente mit konstantem Umschließungsdruck für eine legitime Berechnung des KIC mit einer Reihe von Geometrien und Belastungsbedingungen auf der Grundlage des globalen Stabilitätskriteriums durchgeführt. Es wurde gezeigt, wie sich ein konstanter Umschließungsdruck auf die Schätzungen der Bruchzähigkeit auswirkt, was Anhaltspunkte für eine verbesserte Auslegung dieser häufig verwendeten Prüfmethode bietet.