193.174.19.232Abstract: T. Chelidze, T. Matcharashvili, N. Varamashvili, E. Mepharidze, D. Tephnadze, Z. Chelidze (2018)

In: Complexity of Seismic Time Series: Measurement and Application, Elsevier, 275–320p. (2018) DOI:10.1016/B978-0-12-813138-1.00009-2

Complexity and Synchronization Analysis in Natural and Dynamically Forced Stick-Slip: A Review

T. Chelidze, T. Matcharashvili, N. Varamashvili, E. Mepharidze, D. Tephnadze, Z. Chelidze

Stick-slip motion, regarded as a model of earthquake generation, has been the subject of intense investigations for a long time. Understanding the friction process is very important in various fields, from mechanical engineering to seismology. Acoustic emission (AE) accompanying the friction process is a sensitive tool for revealing fine details of the complex friction process. In this chapter, AE accompanying the stick-slip movement of basalt samples is investigated in a laboratory slider-spring device under different experimental conditions, including weak mechanical or electromagnetic forcing of various intensities and frequencies. Different methods of complexity analysis are used to assess changes that have occurred under external forcing in a time series of slips. The phase space plots of periodically forced stick-slip for different intensities and frequencies of forcing reveal the synchronization area. Two models of synchronization area plots (Arnold's tongue and 'nucleation' phase space plot) are considered. The geophysical applications of laboratory modelling results are discussed.

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