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1.
SummaryOn the Dynamics of Scree Slopes It is shown that the following dynamical phenomena occur on a scree slope: Collapse because of lack of stability, rapid slides of debris material, slow sliding of large blocks, jumping and rolling of large stones, and particle-separation due to a sieving effect. The mechanisms of these phenomena are investigated in detail; it is shown that the stability and the slow sliding of blocks can be explained by soil mechanics methods, the debris slides by the law of dry friction, the rolling of stones by the laws or rolling of spheres, and the sieving effect by a theory analogous to that encountered in the filtration of suspensions through porous media.
Report from 22nd Geomechanic-Colloquium, October 1973, Salzburg.
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ZusammenfassungZur Dynamik der Schutthalden Es wird gezeigt, daß folgende dynamische Vorgänge auf einer Schutthalde stattfinden: Zusammenbruch mangels Stabilität, schnelles Rutschen von Schuttmaterial, langsames Gleiten von großen Blöcken, Hüpfen und Rollen von großen Steinen und Teilchenseparation durch einen Siebeffekt. Die Mechanismen dieser Phänomene werden im Detail untersucht; es wird gezeigt, daß die Instabilität und das langsame Gleiten von großen Blöcken durch bodenmechanische Theorien erklärt werden können; das schnelle Rutschen von Schutt durch die Gesetze der trockenen Reibung; das Rollen von Steinen durch die Rollgesetze von Kugeln und der Siebeffekt durch eine Theorie, die derjenigen der Filtration von Suspensionen durch poröse Stoffe analog ist.
RésuméPhenomènes dynamiques d'un talus d'éboulis Les phénomènes dynamiques d'un talus d'éboulis décrits ci-après sont des glissements rapides de masses tombées d'une paroi, des glissements lents de gros blocs, de blocs qui roulent ou sautent et de la séparation des particules par effet de tamisage. Il est montré que la stabilité et le glissement lent peuvent être expliqués par les méthodes de la mécanique des sols, le glissement d'éboulis par la loi du frottement sec, le roulement de blocs par les lois de sphères roulantes et l'effet de tamisage par une théorie analogue à celle qui explique la filtration de la matière en suspension par un milieu poreux.
Report from 22nd Geomechanic-Colloquium, October 1973, Salzburg.
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2.
A. Afrouz 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1981,13(4):199-213
SummaryFloor Loading and Movement Along the Coalface Total roof to floor convergence, floor loading, horizontal and vertical movements of floor along three selected longwall faces were investigated. Empirical equations expressing the above noted linearly time-dependent factors in strata mechanics are developed. It was observed that the contribution of floor to the total roof to floor closure is between 31 to 63%, dependent upon the strength of roof and floor layers encountered.
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ZusammenfassungSohlhebungskraft und Bewegung entlang einer Abbaufront in Kohle Die gesamte Konvergenz zwischen Firste und Sohle, die Sohlhebungskraft, die horizontalen und vertikalen Bewegungen der Sohle wurden an drei ausgewählten Strebabbauen untersucht. Funktionen, die die Zeitabhängigkeit der oben genannten Größen erfassen, wurden empirisch ermittelt. Es wurde beobachtet, daß der Anteil der Sohlhebung an der gesamten Konvergenz zwischen Firste und Sohle in Abhängigkeit von den Festigkeiten des Hangenden und Liegenden zwischen 31 und 63% beträgt.
RésuméMouvements du fond d'une galerie en excavation dans une mine charbonnière La convergence entre la calotte et le fond de la galerie, l'effet de la force montant le fond, ainsi que les mouvements horizontaux et verticaux du fond ont été étudiés sur trois tronçons d'excavation. Des équations empiriques donnant la relation plus ou moins linéaire ont été développé en fonction du temps pour des milieux stratifiés. On a observé que la contribution du mouvement du fond à la convergence total entre la calotte et le fond de la galerie est entre 31 et 63% en fonction de la résistance de la masse rocheuse au-dessus de la calotte resp. en-dessus du fond.
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3.
SummaryAnisotropic Hardening of an Initially Isotropic Porous Limestone The work reported in this paper represents an attempt to explain the plastic behavior of a material such as porous rock that compacts or shows a volume decrease as it undergoes plastic deformation, and exhibits a yield strength dependence upon the hydrostatic pressure. Specifically, experimental results are reported for true-triaxial tests conducted on a porous limestone with the objectives of determining the yield surface in stress space, the flow rule, and induced anisotropy.The initial yield surface is obtained by compression tests, extension tests and a hydrostatic stress test. Permanent deformation occurs under a hydrostatic stress for the dry, porous limestone used in these tests, thus the initial yield surface forms a closed surface in stress space.The concept of normality of the strain increment vector with respect to the yield surface is investigated by using different loading paths in stress space. From these different paths of loading the normality principle can be verified. Furthermore, it is found that work hardening along one axis produces changes of the yield stress along the other axes so that a sample was initially isotropic becomes anisotropic as a result of the work hardening.
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ZusammenfassungAnisotrope Verfestigung von ursprünglich isotropem, porösem Kalk Das plastische Verhalten eines porösen Gesteins, das sich bei plastischen Deformationen verdichtet bzw. eine Volumsabnahme zeigt und eine vom hydrostatischen Teil des Spannungstensors abhängige Fließgrenze aufweist, wird zu erklären versucht. Im besonderen wird von Ergebnissen echter Triaxialversuche an porösen Kalken berichtet, die zum Ziel hatten, die Fließoberfläche im Spannungsraum, die Fließregel und eine induzierte Anisotropie zu bestimmen.Die ursprüngliche Fließoberfläche wurde mittels Druck- und Zugversuchen und Experimenten mit allseitig gleichem Druck bestimmt. In diesen Versuchen stellten sich bei dem trockenen, porösen Kalk unter hydrostatischer Belastung zunehmende Deformationen ein, weshalb sich die ursprüngliche Fließoberfläche als geschlossene Fläche im Spannungsraum ergab.Das Konzept der Normalität des Vektors der Verformungszunahme in bezug auf die Fließoberfläche wurde unter Verwendung verschiedener Belastungswege im Spannungsraum untersucht und verifiziert. Außerdem konnte gezeigt werden, daß eine Verfestigung entlang einer Achse Änderungen der Fließgrenze an den anderen Achsen hervorruft, so daß ein ursprünglich isotropes Gestein anisotrop wurde.
RésuméDurcissement anisotropique d'une chaux poreuse, isotropique au commencement Ce article a l'intention d'expliquer le comportement plastique d'une matière comme un roc poreux que rend compact ou présente une diminution de volume quand il subit une déformation permanente, et expose une dépendence de la durabilité de l'allongement sur la pression hydrostatique. Expressément, les résultats des recherches expérimentales sont rapportés pour un essai de cisaillement triaxial vrai fait sur chaux poreuse avec l'intention de déterminer la limite d'élastique de la surface en espace des tensions, la propriété de fluage, et l'anisotropie induit.La surface de la limite d'allongement initiale est obteni par des essais de consolidation, des essais d'extension, et des essais de tension hydrostatique. Déformation permanent est fait quand il y a un tension hydrostatique pour la chaux sèche et poreuse qui on emploi dans les essais, ainsi la surface de la limite d'allongement intiale fait une fermée en espace des tensions.Le concept de la normalité de la vecteur du dilatation accroissement relativement à la surface de la limite d'allongement est examiné par l'usage des paths de chargement différents en espace des tensions. Avec ces paths différents le principe de normalité est vérifié. En outre, on découvre que durcissement par écrouissage en avant un axe produit changements de la contrainte d'écoulement en avant l'autre axe pour qu'une éprouvette qui été isotropique au commencement devient anisotropique par suite de le durcissement par écrouissage.
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4.
SummaryGeomechanical Model of an Alpine Valley In-situ stress measurements in a near-surface tunnel at the foot of a mountain range in the Felber Valley (Austria) yielded unexpectedly high stress values which do not fit into the regional tectonic stress pattern. The anomalous orientation of principal stress the axes is confirmed by a statistical evaluation of joint-orientation measurements. Theoretical calculations of the stresses by means of a finite-element model show that the experimentally found values can be explained by the weight of the material alone as a consequence of the local topographic conditions. An essential assumption herein is that the mountain range rests on a plastic substratum so that approximately the same pressure is acting everywhere along the horizontal basis. If the mountain mass rests on a (vertically) rigid material, then the experimental stress values cannot be reproduced by the calculations. Thus, one has an indication that the rheological state of the material in the earth's crust is plastic (over geological time ranges) already at comparatively shallow depths.
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ZusammenfassungGeomechanisches Modell eines alpinen Tales In-situ-Spannungsmessungen an einer oberflächennahen Stelle am Fuße eines Gebirgszuges im Felbertal (Österreich) zeigten unerwartet hohe Spannungen, welche zudem nicht in das überregionale tektonische Spannungsschema passen. Die abnormale Orientierung der Hauptspannungsrichtungen wird durch Kluftmessungen bestätigt. Spannungsberechnungen nach einem Finiten-Elemente-Modell zeigen, daß die experimentell gefundenen Werte allein durch das Gewicht des Gebirges als Folge der topographischen Verhältnisse erklärt werden können. Wesentliche Voraussetzung für eine übereinstimmende Rechnung ist, daß das Gebirge auf einem plastischen Material aufruht, also an einer horizontalen Basis überall annähernd der gleiche Druck herrscht. Ruht der Gebirgskörper auf einer in Vertikalrichtung starren Basis, ergibt sich keine Übereinstimmung mit den experimentell gefundenen Werten. Somit ergibt sich ein Hinweis dafür, daß der rheologische Zustand der Materie in der Erdkruste schon in geringen Tiefen langzeitlich plastisch und nicht elastisch-fest ist.
RésuméModèle géomécanique d'une vallée alpine Des mesures des contraintesin situ au pied d'une montagne dans le Felbertal (Autriche) ont donné des valeurs qui étaient inexpectablement hausses et qui ne se conformaient pas au caractère régional de la tectonique. L'orientation abnormale des contraintes principales est confirmée par les mesures de l'orientation des diaclases. En utilisant un modèle aux elements finis, il est possible d'expliquer les valeurs expérimentales trouvées par le poids de la masse rocheuse comme conséquence de la topographie locale. Il est nécessaire, pourtant, que la montagne reste sur une base qui est en un état plastique ainsi que la même pression agisse le long de l'horizontale. Si la masse rocheuse reste sur une base rigide, on ne peut pas reproduire théoretiquement les valeurs expérimentales. Ainsi, on a une indication que le materiau dans la croûte terrestre doit être en un état plastique au profondeurs comparativement petites.
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5.
SummaryUndrained Shear Testing of Jointed Rock Water pressures must change inside joints undergoing shear without perfect drainage. This paper describes a new direct shear machine in which jacketed samples with oriented joints can be tested under consolidated undrained conditions with pore pressure measurement. Triaxial compression techniques for such tests are also described and typical results with intact and jointed sandstone samples are compared with results from the direct shear tests. Whereas intact specimens displayed increasing pore pressure followed by dilatancy and pore pressure decline before peak loading, the pore pressure in jointed specimens continued increasing right up to the peak load.
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ZusammenfassungScherversuche an klüftigen Gesteinen ohne Dränung Wasserdruck in Klüften muß sich verändern, wenn ohne perfekte Dränage Scherkraft ausgeübt wird. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuer, direkt wirkender Scherapparat beschrieben, in welchem ummantelte Prüfkörper mit gerichteten Klüften unter Konsolidationsbedingungen ohne Dränage untersucht werden können, wobei der Porendruck gemessen wird. Es wird außerdem die Technik von Triaxialversuchen beschrieben und typische Ergebnisse mit ungestörtem und geklüftetem Sandstein werden mit Ergebnissen aus direkten Scherversuchen verglichen. Während ungestörte Proben steigenden Porendruck, gefolgt von Dilatanz, aufweisen und der Porendruck vor der Höchstbelastung nachläßt, nimmt derselbe in geklüfteten Proben bis zur Höchstbelastung ständig zu.
RésuméEssais de cisaillement non drainé sur des échantillons de roche contenant une discontinuité Les pressions interstitielles à l'intérieur des discontinuités doivent changer lorsqu'elles sont soumises au cisaillement et que le drainage n'est pas parfait. Cet article décrit une nouvelle machine pour essais de cisaillement direct permettant de tester, dans des conditions de consolidation non drainée, des échantillons de roche gainés comportant une discontinuité d'orientation déterminée. La machine permet la mesure de la pression interstitielle.L'article décrit également les techniques de compression triaxiale correspondantes et des résultats typiques obtenus sur des échantillons de grès intact ou traversé par un joint sont comparés à ceux provenant des essais de cisaillement direct. Alors que les échantillons de roche intacte montrent un accroissement de la pression interstitielle suivi de dilatance et d'une réduction de pression avant que la contrainte de cisaillement maximum ne soit atteinte, la pression interstitielle dans les échantillons contenant une discontinuité croît jusqu'au droit de la contrainte de cisaillement maximum.
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6.
G. Herget 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1970,2(2):93-100
SummaryShear Strength Anisotropy in a Bedded Pyritic Shale and a Siliceous Dolomite The orientation, frequency and extent of joint and bedding plane fractures were measured in bedded pyritic shale and siliceous dolomite, host rocks of the lead-zinc and copper orebodies at Mount Isa, Queensland, Australia. The measurements, carried out in openings 10 by 10 feet, bring out the marked difference between the two rock types in regard to frequency and extent of the geologie discontinuities. Friction tests on joint and bedding planes, together with the continuity measurements, provide information on the shear strength anisotropy in the rock mass.It was found that an increase of the fracture frequency parallel to bedding planes is related to an increase in joint frequency, although not a proportional one, and that fractures of higher frequency show a tendency to have greater continuity.
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ZusammenfassungScherfestigkeits-Anisotropie in einem pyritischen Tonschiefer und einem Quarzdolomit Die Orientierung, Häufigkeit und die Ausdehnung von Bruchflächen parallel zu Kluft und Schichtebenen wurden im pyritischen Tonschiefer und im Quarzdolomit gemessen. Diese Gesteine enthalten die Blei-, Zink- und Kupfererze in Mount Isa, Queensland, Australien. Die Messungen wurden in Stollen mit einem Querschnitt von 3 × 3 m durchgeführt und weisen auf die großen Unterschiede hin, die hinsichtlich der Häufigkeit und Ausdehnung der Bruchflächen in beiden Gesteinsarten bestehen. Laborscherversuche zusammen mit den Kontinuitätswerten erlauben die Bestimmung der Unterschiede der Scherfestigkeit. Es wurde beobachtet, daß mit der Zunahme der Bruchflächenhäufigkeit entlang von Schichtebenen eine Zunahme der Klufthäufigkeit verbunden ist, und daß Bruchflächen mit zunehmender Häufigkeit eine größere Kontinuität aufweisen.
RésuméAnisotropie de la résistance au cisaillement dans une Bedded Pyritic Shale et une Dolomite siliceuse L'orientation, la fréquence et l'étendue des fissures géologiques dans la Bedded Pyritic Shale et la Dolomite siliceuse ont été mesurés dans les dépôts de cuivre et plomb/zinc du Mt. Isa, Queensland, Australie. Les mesures, obtenues dans des tunnels de 3 × 3 m, montrent une différence marquée entre les deux types de roches en regard de la fréquence et de l'étendue de la discontinuité géologique. Des études du cisaillement sur les fissures parallèles aux strates géologiques et aux joints ainsique les mesures d'étendue ont donnés des informations sur l'anisotropie de la résistance au cisaillement dans le massif rocheux.
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7.
Prof. Dr. A. Streckeisen 《International Journal of Earth Sciences》1980,69(1):194-207
The IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks presents recommendation for the classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites and melilitic rocks. It is recommended to classify volcanic rocks according to mineral contents and by using the QAPF double triangle, provided that the modal mineral composition can be determined or estimated with sufficient approximation. Further recommendations refer to pheno-types, glass-bearing and glassy rocks, paleo-volcanic rocks and the definitions of several rock terms.
Zusammenfassung Die IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks legt Empfehlungen vor für Klassifikation und Nomenklatur der Vulkanite, Lamprophyre, Karbonatite und Melilith-Gesteine. Vulkanite sollen — unter Verwendung des QAPF Doppeldreiecks — nach dem modalen Mineralbestand klassifiziert werden, sofern sich dieser genau genug bestimmen oder abschätzen läßt; andernfalls muß die chemische Zusammensetzung herangezogen werden. Weitere Empfehlungen beziehen sich auf Phäno-Typen, glasführende und glasige Gesteine, die sog. paläo-vulkanischen Gesteine sowie auf Definitionen einiger Gesteinsnamen.
Résumé La IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks présente des recommandations pour la classification et nomenclature des roches volcaniques, lamprophyres, carbonatites et roches mélilitiques. Il est recommandé de classifier les roches volcaniques selon leur composition minéralogique et en utilisant le double triangle QAPF, pourvu que la composition modale puisse être déterminée avec une approximation suffisante; sinon, la composition chimique doit être prise en considération. Des recommandations supplémentaires concernent les « phéno-types », les roches vitreuses, les roches dites « paléo-volcaniques » et la définition de certains termes.相似文献
8.
E. T. Brown J. A. Hudson M. P. Hardy C. Fairhurst 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1972,4(1):1-24
SummaryControlled Failure of Hollow Rock Cylinders in Uniaxial Compression Detailed consideration is given to the behavior of hollow rock cylinders loaded in uniaxial compression. Elastic stress distributions calculated by the finite element method show that radial stresses are considerably lower in hollow than in solid cylinders, and that the uniformity of the stresses can be improved considerably by using loading platens having the same cross-section as the specimen. Servo-controlled uniaxial compression tests carried out on solid and thick-walled cylinders of white Tennessee marble show no essential differences in the behavior of the two specimen types with similar strengths and fracture phenomena being observed. In tests carried out in servo-controlled, stiff, and conventional machines, the progressive formation of large numbers of short subaxial cracks is followed by the development of macrofractures such as slabbing and shearing well past the peak of the stress-strain curve.
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ZusammenfassungDer gesteuerte Bruch hohler Gesteinszylinder unter einachsigem Druck Das Verhalten hohler Gesteinszylinder unter einachsigem Druck ist eingehend beschrieben. Die Methode der endlichen Elemente ermöglicht die Berechnung der elastischen Spannungsverteilung und zeigt, daß die radialen Spannungen im Hohlzylinder bedeutend geringer sind als im massiven. Der Gebrauch von Druckplatten vom gleichen Querschnitt wie dem der Probe verbessert die Gleichförmigkeit der Spannungen wesentlich.Servo-gesteuerte einachsige Druckversuche an dichtwandigen hohlen und an massiven Proben von weißem Tennessee-Marmor lassen keine wesentlichen Unterschiede zwischen dem Verhalten der beiden Probenarten erkennen. Ähnliche Festigkeiten und Brucherscheinungen sind im hohlen und massiven Zylinder beobachtet worden. In Versuchen mit servo-gesteuerten starren und in konventionellen Maschinen folgt der progressiven Bildung einer großen Anzahl kurzer, etwa axialer Risse die Entstehung von größeren Brucherscheinungen, wie z. B. Abschalungen und Scherbrüche, und zwar deutlich nach dem Scheitelpunkt der Arbeitslinie.
RésuméFracturation contrôlée de cylindres rocheux creux en compression uniaxiale Une étude détaillée du comportement de cylindres rocheux creux soumis à une compression uniaxiale est faite ici. La répartition des contraintes en milieu élastique déterminée par la méthode des éléments finis a montré que les contraintes radiales étaient beaucoup plus petites dans les cylindres creux que dans les cylindres pleins et que l'uniformité des contraintes pouvait être considérablement améliorée en utilisant des platines de mise en charge ayant la même section que l'éprouvette.Des essais de compression simple effectués avec une presse asservie sur des cylindres de marbre du Tennessee soit pleins soit à paroi épaisse ne montrent aucune différence notable quand au comportement des deux types d'éprouvettes. La résistance à la rupture et les phénomènes de fracturation se sont avérés comparables dans les deux cas. Au cours des essais effectués avec une presse raide asservie et une presse classique, la formation progressive d'un grand nombre de courtes fissures sub axiales est suivie par le développement de macrofractures telles qu'écaillage et cisaillements une fois dépassé le pic de la courbe effort déformation.
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9.
H. Rainer 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1974,6(2):91-100
ZusammenfassungGibt es Zusammenhänge zwischen Erdbeben und Gebirgsschlaghäufungen im Bergbau Bleiberg Langjährige Beobachtungen beim Bergbau Bleiberg lassen den Schluß zu, daß dieselben Spannungen in der Erdkruste, welche Erdbeben auslösen, auch Gebirgsschlaghäufungen hervorrufen. Im besonderen wirkt sich auf Bleiberg offenbar die durch den Mittelmeerraum führende Erdbebenzone aus. Aber auch Unruhen anderer Teile der Erdkruste, so jene des Karibischen Raumes, scheinen Einfluß zu haben. Von Erdbeben der südamerikanischen Pazifikküste konnte nach unseren Aufzeichnungen kein Einfluß abgeleitet werden.
Vortrag, gehalten während des XXII. Geomechanik-Kolloquiums im Oktober 1973 in Salzburg.
Mit 7 Abbildungen 相似文献
SummaryAre there Connexions Between Earthquakes and the Frequency of Rock Bursts in the Mine of Bleiberg Observations, that were done in the mine of Bleiberg, allow the conclusion, that the same stresses in the earth's crust, which cause earthquakes cause higher frequencies of rock bursts, to. Specially the area of earthquakes around the Mediterranean has effects on Bleiberg. But also other parts of the earth's crust in particular those of the Caribbean area, seem to have their effects. Effects caused by earthquakes of the South-American Pacific-Coast could not be derived from our records.
RésuméRelations entre des tremblements de terre et des coups de rupture de roche Des observations faites durant des années dans la mine de Bleiberg on permis de conclure, que les contraintes dans l'écorce terrestre qui provoque des séismes suscitent également une augmentation de la fréquence des coups de rupture de roche. En particulier, Bleiberg est sous l'influence de la zone sismique de la région de la Méditerranée, mais il semble, que d'autres régions de l'écorce terrestre, par exemple celles de la région caraibe, ont une influence sur la région mentionnée. Par contre selon les enregistrements effectués on a pas pu constaté une influence des séismes de la côte sud-américaine du Pacifique sur cette région.
Vortrag, gehalten während des XXII. Geomechanik-Kolloquiums im Oktober 1973 in Salzburg.
Mit 7 Abbildungen 相似文献
10.
ZusammenfassungDie Spannungsverteilung in der Probe mit vorgegebener Gleitfläche beim direkten Scherversuch Die Ermittlung der Reibung an den Kluftflächen gehört heute zum Standardprogramm felsmechanischer Untersuchungen. Der Reibungswinkel wird hierbei aus den Spannungen, welche sich aus den äußeren Lasten und der nominalen Trennflächengröße errechnen, ermittelt. Inwieweit die Annahme solcher Spannungswerte berechtigt ist, wird anhand von photoelastischen Versuchen und Berechnungen mit Finiten Elementen für den zweidimensionalen Fall überprüft. Der Einfluß der Prüfkörperform und der Eintragung der äußeren Lasten wird hierbei besonders berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, daß flache Prüfkörperformen eine homogene Spannungsverteilung in der vorgegebenen Trennfläche begünstigen und den Verhältnissen in situ am besten entsprechen.
Mit 19 Abbildungen 相似文献
SummaryStress Distribution in a Sample With a Given Shear Surface in Direct Shear Test Determination of friction on joint surface has become a part of every standard rock mechanics investigation program. The friction angle is determined from stresses which are calculated from external loads and the nominal contact area. The validity of this method of calculating stresses is investigated with the help of photoelastic tests and finite element calculations for the two-dimensional case. The influence of the shape of the sample and of the transmission of the external loads to the sample is particularly investigated. The test results show that flat sample shapes produce a more homogeneous stress distribution on the joint surface and best represent the in-situ conditions.
RésuméLa distribution des contraintes dans un échantillon de l'essai au cisaillement direct avec une diaclase de cisaillement donnée Aujourd'hui la détermination du frottement des surfaces de fissuration fait parti du programme standard des études de mécaniques des roches.Dans l'essai au cisaillement direct l'angle de frottement est calculé à partir des charges extérieures et des contraintes qui déterminent la grandeur normale de la surface de séparation. Jusqu'à quel point l'hypothèse pour ces valeurs des contraintes est justifiée, sera vérifié à l'aide d'essais photoélastiques, de calcul avec les éléments finis à deux dimensions. L'influence de la forme de l'échantillon, de l'application des charges extérieures est considerée ici en particulier. Les résultats montrent que les formes plates des échantillons favorisent une distribution homogène des contraintes dans la surface de séparation prévue et correspondent au mieux aux conditions in situ.
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11.
An experiment proving that dilatancy is a pervasive volumetric property of brittle rock loaded to failure 总被引：1，自引：0，他引：1
N. G. W. Cook 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1970,2(4):181-188
Summary
An Experiment Proving that Dilatancy is a Pervasive Volumetric Property of Brittle Rock Loaded to Failure. Dilatancy, that is, volumetric expansion relative to the compression resulting from elastic deformation is often observed in the compression of rock specimens to failure. This phenomenon is of considerable importance to the understanding of the processes of rock failure and in their application to geological and engineering problems. Most of the observations to date have been made on small cylindrical specimens of rock, with a high surface area to volume ratio; frequently by means of resistance strain gauges cemented to the surface of the specimen. The possibility of the measured dilatancy being a superficial phenomenon due to anomalous surface deformations cannot be excluded. Measurements of dilatant deformation on the inside and outside of hollow cylindrical specimens during compression under homogeneous stresses provide a means of resolving this uncertainty. Superficial dilatancy would result in a relative diminution of the cross-section of the hole as that of the outside of the specimen increases with deformation; whereas pervasive volumetric dilatancy would result in similar relative increases in the cross-section of both the hole and the specimen. Experiments on hollow cyclindrical specimens of quartzite show that dilatancy is a pervasive volumetric phenomenon.
With 4 Figures 相似文献
Zusammenfassung Experimenteller Nachweis zur Dilatanz als volumenbezogene Eigenschaft spröder, bis zum Bruch belasteter Körper. Dilatanz, d. h. relative Volumenvergrößerung im Vergleich zur elastischen Zusammendrückung, ist ein Phänomen, welches häufig bei der Druckbeanspruchung von Gesteinen beobachtet werden kann. Diese Erscheinung ist für das Verständnis der Bruchvorgänge von Gesteinen und deren Anwendung auf geologische und technische Probleme von beträchtlicher Bedeutung. Ein Großteil der bisherigen Untersuchungen zu dieser Frage wurde an kleinen zylindrischen Probekörpern mit großem Verhältnis von Oberfläche : Volumen durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden meist Dehnmeßstreifen an die Oberfläche der Probekörper geklebt. Demnach kann die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden, daß die beobachtete Dilatation infolge abnormaler Oberflächenverformungen ein Oberflächenphänomen ist. Messungen der Dilatation an der Innen- und Außenseite eines hohlen zylindrischen Probekörpers während der Druckbeanspruchung in einem homogenen Spannungsfeld bilden eine Möglichkeit, diese Ungewißheit zu beseitigen. Im Falle einer oberflächengebundenen Dilatation würde es zu einer relativen Verkleinerung des inneren Querschnittes des hohlen Probekörpers kommen, während die Dilatation der Außenseite mit der Verformung anwachsen würde. Demgegenüber würde es im Falle der Dilatation als einer volumetrischen Eigenschaft zu einer ähnlichen relativen Vergrößerung des inneren Querschnittes des hohlen Probekörpers und des Probekörpers selbst kommen. Die Experimente an hohlen zylindrischen Probekörpern aus Quarzit zeigen, daß die Dilatanz ein volumetrisches Phänomen ist.
Résumé Expérience prouvant que la dilatance est répartie dans tout le volume des roches fragiles chargées jusqu'à la rupture. La dilatance, c'est-à-dire l'augmentation de volume par rapport à la déformation élastique en compression, se manifeste souvent quand on comprime des échantillons de roche jusqu'à la rupture. Ce phénomène a une importance considérable pour la compréhension des processus de rupture des roches, et pour les applications aux problèmes géologiques et géotechniques. La plupart des essais ont été faits à ce jour sur de petits échantillons cylindriques, dont la surface est grande par rapport au volume, le plus souvent au moyen de jauges à résistance collées sur la surface de l'échantillon. Il reste la possibilité que la dilatance mesurée ne soit qu'un phénomène superficiel, dû à des déformations anormales de la surface.Pour lever cette incertitude, on peut mesurer la dilatance à la fois sur la surface externe et sur la surface interne de cylindres creux soumis à des contraintes homogènes: une dilatance superficielle produirait une diminution de la section du trou et une augmentation de la section totale, tandis qu'une dilatance répartie dans tout le volume produirait des augmentations de section similaires. Les essais sur cylindres creux de quartzite montrent que la dilatance est un phénomène réparti dans tout le volume.
With 4 Figures 相似文献
12.
Prof. H. Erhart 《International Journal of Earth Sciences》1964,54(1):15-23
Sommaire L'auteur propose une classification des paléosols en 5 catégories principales: Sols reliques autochtones, Sols enterrés autochtones, Pseudopaléosols allochtones. Sols mixtes ou Hétérosols, Pédolithes. Il insiste sur le fait que le terme de paléosol est trop souvent appliqué à des formations allochtones qui proviennent du remaniement d'anciens sols, ce qui conduit à des interprétations paléoclimatiques erronnées. Le temps de formation d'un paléosol autochtone, et le temps de son remaniement, peuvent Être séparés l'un de l'autre par une ou mÊme plusieurs périodes géologiques. Il arrive mÊme généralement que le climat du deuxième temps soit exactement à l'opposé de celui du premier temps, par suite d'une rhexistasie ayant succédé à une période de biostasie. Beaucoup de déductions paléoclimatiques qu'on a voulu tirer des paléosols ont pu ainsi donner lieu à des méprises qui s'expliquent d'autant plus facilement que les observations sont généralement faites par des non-pédologues qui ne sont pas suffisamment préparés à faire les distinctions qui s'imposent.
Summary The author proposes a classification of paleosoils which divides them into 5 main categories: Autochtonic relic soils, autochtonic buried soils, Allochtonic pseudopaleosoils, Superposed soils or heterosoils, Pedolithes. He stresses the fact that the word paleosoil is too often applied to allochtonic formations originating from older reworked soils; this use leads to erroneous paleoclimatic interpretations. The time of formation of an autochtonic paleosoil and the time of its reworking can be separated frome one another by one or even several geological periods. In general it even occurs that the climate of the second time is exactly contrary to the climate of the first time, because a rhexistasis followed a period of biostasis. Many paleoclimatic deductions which were drawn from paleosoils have thus led to misjudgments. This is even more understandable since the observations are generally made by non-pedologists, not sufficiently prepared to make the indispensable distinctions.
Zusammenfassung Der Autor schlägt folgende Gliederung der Paläoböden vor: begrabene Böden, autochthone Reliktböden, allochthone Böden oder Pseudopaläoböden, Pedolithe oder allochthone, durch Diagenese umgewandelte Böden. Es wird darauf hingewiesen, da\ man umgelagertes Bodenmaterial zu oft als autochthone Paläoböden betrachtet, was zu einer irrigen paläoklimatischen Interpretation führt. Denn die Zeit, zu der sich der Paläoböden bildete, und die Zeit seiner Umlagerung können durch eine oder sogar mehrere geologische Perioden voneinander getrennt sein. Es kann sogar vorkommen, da\ der 2. Zeitabschnitt ein Klima bezeugt, das genau das Gegenteil des Klimas der Paläoböden-Bildung darstellt, z. B. infolge einer Rhexistasie, die einer Zeit der Biostasie folgt. Zahlreiche paläoklimatologische Folgerungen scheinen aus diesem Grund falsch zu sein. übrigens erklärt sich das zum gro\en Teil dadurch, da\ gewöhnlich der grö\te Teil der Beobachtungen von Nicht-Pedologen gemacht wird: sie können die Kriterien, welche die Unterscheidung der verschiedenen Kategorien der Paläoböden erlauben, nicht genügend beurteilen.相似文献
13.
L. W. Morland 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1976,8(1):35-48
SummaryElastic Anisotropy of Regularly Jointed Media A continuum model of a rock mass containing a major set of regularly spaced parallel joints is adopted for length scales large compared with joint spacing. The intact rock is isotropic and elastic; reversible linear relations between the joint tractions and relative displacements (ignoring slip) are assumed, leading to an overall transversely anisotropic elastic medium. The degree of anisotropy depends on the ratios of the gross joint moduli to the elastic moduli of the rock, and is examined for plane strain and plane stress conditions in planes containing the normal to the joint set. Various ratio limits are considered, showing that some ranges are just regular perturbations of isotropic or anisotropic theory, while others give rise to lower order approximations which can involve boundary layer effects. The latter ranges corresponds to the relatively low joint moduli which make the overall response strongly anisotropic.
ZusammenfassungElastische Anisotropie eines regelmäßig geklüfteten Mediums Das Kontinuumsmodell eines Felsmassives, welches eine größere Anzahl von regelmäßig angeordneten parallelen Fugen besitzt, ist so ausgelegt, daß die Längenabmessungen groß im Vergleich zu der Fugenstärke werden.Der ungestörte Fels verhält sich isotrop und elastisch. Es wird eine umkehrbare lineare Beziehung zwischen den Zugspannungen in der Fuge und den relativen Verschiebungen (bei Außerachtlassung von Gleiten) angenommen, was zu einem in der Gesamtheit quer durchgehend anisotrop elastischem Modell führt. Der Grad der Anisotropie hängt vom Verhältnis des überschlägigen Fugenmoduls zum Elastizitätsmodul des Felses ab und wird unter Zugrundelegung von ebenen Dehnungs- und Spannungsverhältnissen für Flächen normal auf die Fugen überprüft. Verschiedene Grenzwerte werden in Betracht gezogen, es wird nämlich gezeigt, daß einige Bereiche nicht mit Isotropie oder Anisotropie in Einklang zu bringen sind, in anderen wiederum ist es möglich, mit Näherungen niedrigerer Ordnung zu arbeiten, was die Berücksichtigung von Randeffekten gestattet. Letztere Bereiche gehören zu einem relativ niedrigen Fugenmodul, was das ganze Modell stark anisotrop werden läßt.
RésuméAnisotropie élastique dans un milieu à joints réguliers Un modèle continu d'une masse rocheuse contenant un ensemble majeur de joints parallèles équidistants est adopté pour le cas où les dimensions longitudinales sont grandes en comparison des intervalles entre les joints. Le rocher intact est isotropique et élastique, et l'on suppose des relations linéaires réversibles entre les tractions sur les joints et les déplacements relatifs (avant le glissement), menant à un milieu transversalement isotropique et élastique dans son ensemble. Le degré d'isotropie dépend du rapport entre les modules de l'ensemble des joints et les modules élastiques du rocher; ce rapport est examiné pour le cas de déformations planes et de tensions planes dans des plans contenant la normale à l'ensemble des joints. On considère plusieurs limites de ces rapports montrant que certaines gammes ne sont que des perturbations régulières de la théorie isotropique ou anisotropique, tandis que d'autres donnent des approximations d'ordre inférieur qui impliquent des effets de couches frontières. Les dernières gammes correspondent à des modules de joints relativement petits, qui tendent la réaction de l'ensemble très anisotropique.相似文献
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R. V. de la Cruz 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1978,10(4):221-239
SummaryModified Borehole Jack Method for Elastic Property Determination in Rocks This paper describes a method of determining thein-situ elastic properties of rock masses with friction-strain gauges and a lengthened borehole jack.The method involves impressing tangentially-oriented friction gauges on opposite quadrants of a borehole wall, while the remaining quadrants are loaded by the borehole jack with a unidirectional self-equilibrating pair of forces. The tangential normal strains generated at the borehole wall are thus measured concurrently with the loading. To determine the modulus of the rock mass, equations were developed relating the measured tangential normal strains and the applied ram pressures.Several factors which may influence the interpretation of data were thoroughly analyzed. It was shown that variations in the pressure distribution and area of plate-wall contact have negligible effects on the accuracy of data interpretation. End effects were minimized by lengthening the jack and carrying out strain measurements at the central region only where stresses and strains are homogeneous and plane strain conditions exist.The new method has the same desirable mechanical and operational features as the well-known Goodman-Jack method. Most important, however, its theoretical basis is exact with no estimated coefficients required in the reduction of observed data. While the method requires an ideal elastic material, it has a number of other applications for in-situ measurements besides modulus determination. The modified method could be utilized for determining linearity, anisotropy, inhomogeneity, tensile strength and, with an additional operation, the in-situ stress field.
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ZusammenfassungModifizierte Methode zur Bestimmung der elastischen Kenngröen von Fels mittels einer Bohrlochaufweitungssonde Es wird eine Methode zur Bestimmung der elastischen Kenngrößen von Fels aus In-situ-Versuchen mittels Reibungs-Dehn-meßstreifen und einer verlängerten Bohrlochaufweitungssonde beschrieben.Tangential orientierte Reibungsmeßstreifen werden an gegenüberliegenden Quadranten des Bohrloches angebracht, während die beiden anderen Quadranten mit der Bohrlochaufweitungssonde belastet werden, um Belastung und Verformung gleichzeitig zu messen. Gleichungen wurden entwickelt um daraus den Modul der Steinmasse zu bestimmen.Es wird gezeigt, daß eine ungleichmäßige Verteilung des Druckes und die Platten-Wand-Kontaktfläche einen unbedeuteten Einfluß auf die Exaktheit der Ergebnisse haben. Randeinflüsse wurden verringert, indem Messungen nur in der Mitte der Sonde ausgeführt wurden.Diese neue Methode hat dieselben Vorteile wie die bekannte Goodman-Jack Methode. Am wichtigsten ist aber, daß ihre theoretische Basis exakt ist. Obwohl die Methode nur in einem ideal elastischen Material anwendbar ist, kann sie außer für Modul-Bestimmung auch für andere In-situ-Messungen gebraucht werden, wie z. B. Linearität, Anisotropie, Inhomogenität, Zugfestigkeit und den primären Spannungszustand.
RésuméMéthode modifiée pour déterminer les repères élastiques de rochers par une sonde d'élargissement de trous de sonde Cet article décrit une méthode de mesure des propriétés élastiquesin-situ des masses rocheuses, à l'aide d'indicateurs de déformation à friction, et d'un vérin alongé pour trou de sondage.La méthode consiste à imprimer des indicateurs de déformation à friction sur les quadrants opposés de la paroie d'un trou de sondage, et à charger les deux autre quadrants avec deux forces de même direction qui s'équilibrent, utilisant le vérin pour trou de sondage. Les déformations tangentielles normales créées sur la paroie du trou de sondage sont ainsi mesurées avec la charge correspondante. Afin de pouvoir déterminer le module d'élasticité de la masse rocheuse on a développé les équations qui relient les déformations normales tangentielles mesurées aux pressions appliquées.On a analysé en detail plusieurs facteurs qui pourraient influencer l'interprétation des données. On a montré que des variations dans la distribution de la pression, et dans la surface de contact entre le piston et la paroie, ont un effet négligeable sur la précision de l'interprétation des données. Les effets d'extrémités ont été réduits au minimum en alongeant le piston, et en ne mesurant les déformations que dans la région centrale, où les contraintes et déformations sont homogènes et des conditions de deformation plane existent.La nouvelle méthode a les mêmes caractéristiques mécaniques et opérationnelles désirables que la méthode bien connue Goodman-Jack. Encore plus important est le fait que sa base théorique est exacte, et il n'est pas nécessaire d'utiliser des coefficients estimés pour réduire les résultats observés. Bien que la méthode exige un milieu élastique idéal, elle peut être utilisée pour des mesuresin-situ autres que les mesures du module d'élasticité. La méthode modifiée pourrait être utilisée pour déterminer la linéarité, l'anisotropie, le manque d'homogénéité, la résistance à la traction et, avec une opération supplémentaire, le champ des forcesin-situ.
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Résumé Des argiles néoformées ou authigènes se présentent au cours de la sédimentation du Paléogène. Tel est le cas dans trois séries sédimentaires étudiées. On trouve l'attapulgite dans les terrains de la limite du Crétacé et du Tertiaire au Languedoc, l'attapulgite et la montmorillonite à l'Eocène inférieur et à l'Oligocène moyen en Provence, la sépiolite à l'Oligocène supérieur en Bresse. Ces minéraux argileux sont interprétés comme néoformés dans des milieux à caractère alcalin, déposant aussi des carbonates et des silex. Ceci nécessite des bassins de sédimentation confinés, riches en solutions de silice, de magnésie et de chaux. Ces solutions sont le produit du lessivage des continents sous des climats fortement hydrolysants, tels que les climats humides et chauds à caractère tropical plus ou moins accusé. Or, l'analyse pollinique de ces mÊmes niveaux et la reconstitution des flores que l'on peut en déduire, confirment l'existence de ces climats subtropicaux ou méditerranéens à affinités tropicales, dont nous ont parlé par ailleurs les paléobotanistes. On remarque que ces climats ont des effets différents pendant les périodes d'agitation tectonique et pendant les périodes de calme où les actions dissolvantes se prolongent. Ce type de climat s'est maintenu depuis le Crétacé supérieur jusqu'à l'Oligocène supérieur.
In the Tertiary basins of Provence, Languedoc and Bresse, the neoformation of clay minerals (attapulgit, sepiolit and montmorillonit) indicates warm tropical climates with humid and dry seasons. The palynological studies of these sediments attest the tropical character of the flora during Eocene and Oligocene time.
Zusammenfassung Neubildungen von Tonmineralien werden in verschiedenen paläogenen Sedimentationsräumen festgestellt; so z.B.: Attapulgit an der Grenze Kreide-Tertiär des Languedoc, Attapulgit und Montmorillonit während des unteren Eozäns und mittleren Oligozäns in der Provence, Sepiolit im oberen Oligozän der Bresse. Es wird angenommen, da\ diese Tone in einem alkalischen Milieu entstanden sind, in dem gleichzeitig Karbonate und Kieselsäure ausgefällt wurden. Dies ist nur in geschlossenen Sedimentationsbecken, unter Einflu\ Si-, Mg- und Ca-haltiger Lösungen möglich. Diese Lösungen sind durch Auslaugung auf dem Festland unter stark hydrolysierendem Klimaeinflu\ entstanden, wie z. B. bei feucht-warmem Klima mit mehr oder minder ausgeprägt tropischem Charakter. Die Pollenanalyse dieser Schichten und das Pflanzenbild das sie widerspiegelt, lassen ebenfalls auf subtropisches bis mediterranes Klima mit tropischen Einschlägen schlie\en. ähnliches haben die Paläobotaniker an Hand der Makrofossilien festgestellt. Doch die Klimaverhältnisse wirken sich verschieden aus, je nachdem es sich um einen tektonisch unruhigen oder einen ruhigen Zeitabschnitt handelt. Während letzterem halten die Lösungsprozesse, d. h. die chemischen Vorbedingungen für die Ton-Neubildungen, länger an. Dieser Klimatyp bestand von der Oberkreide bis zum obersten Oligozän.相似文献
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J. Rybář 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1971,3(3):139-158
ZusammenfassungTektonisch beeinflußte Hangdeformationen in Braunkohlenbecken Bei der systematischen Dokumentation mehrerer tertiärer Braunkohlenbecken in NW-Böhmen wurden bedeutende fossile Deformationen festgestellt. Diese Beobachtungen wurden ergänzt durch Vergleichsstudien im Braunkohlenrevier Marica-Iztok (Bulgarien) und in verschiedenen deutschen Becken.Oft war die horizontale Bewegung (meist Kriechen) von hangenden Partien der Beckensedimente nachzuweisen. Diese Verformungen bestätigen die Existenz von horizontalen Spannungen (Druck und Zug). Die Kräfte, die einen solchen Spannungszustand hervorrufen, können verschiedener Herkunft sein. In der Regel sind wohl immer mehrere Ursachen beteiligt, deren Anteil sich jedoch nicht eindeutig feststellen läßt. Besonders gilt das für das Verhältnis der echt tektonischen Kräfte und der Schwerkraft.Bei einer Gliederung der Bewegungen nach den verursachenden Kräften zeigt sich, daß ein großer Teil der Verformungen als Hangbewegungen gedeutet werden muß. Die Kohle verhält sich bei diesen Bewegungen kompetent. Innerhalb der tonigen Gesteine übernimmt und speichert sie die horizontalen Beanspruchungen der Serie.Abschließend wird auf die praktischen Konsequenzen hingewiesen.
Vortrag, gehalten beim XVIII. Geomechanik-Kolloquium im Oktober 1968 in Salzburg.
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SummarySlope Deformations in Brown Coal Basins under the Influence of Tectonics During a systematical underground sketching of several Tertiary brown coal basins in NW Bohemia, conspicuous fossil deformations were ascertained. This observation was completed by comparative studies in brown coal districts of Marica-Iztok in Bulgaria and in various basins in Germany.It has been proved that the greater part of the described deformations developed in consequence of creep movements. Very often, conspicuous tangential movements of the upper parts of the sediments of the basin were ascertained. These deformations testify the existence of horizontal stresses (pressures and tensions). The forces, calling forth such state of stress, can be of different origin. In conditions of Tertiary brown coal basins, coal behaves as a competent layer. It takes over and concentrates in the clayey rocks horizontal stresses of the whole series. For the most part, the changes of form can be designated directly as slope deformations.These deformations exert many negative consequences on the practice. The mining organisation and technology as well as the accuracy of estimation of reserves of raw material are unfavourably influenced. In the areas distinguished by the presence of abnormal horizontal stresses, the stability of pit-faces is extraordinarily problematic.
RésuméDéformations de talus dans les bassins de lignite influencées par les effets tectoniques À l'occasion d'une étude systématique de nombreux bassins de lignite tertiaires situés au Nord-Ouest de la Bohême, on a découvert des déformations fossiles considérables. Ces observations ont été complétées par des études comparatives dans le bassin Marica-Iztok en Bulgarie et dans plusieurs bassins d'Allemagne.Il a été prouvé, que la part prédominante de déformations décrites est imputable au fluage. Très souvent, on peut constater des mouvements tangentiels des parties supérieures des sédiments du bassin, manifestant l'existence de tensions horizontales (pressions et tractions). Le champs de contraintes peut être provoqué par des forces bien différentes. On peut considérer la plupart des déformations comme les mouvements des talus.Dans les conditions des bassins de lignite tertiaire, le lignite agit comme une couche compétente. C'est lui qui supporte et concentre, au dedans des roches argileuses, les tensions horizontales de toute la série.Il y a beaucoup de conséquences négatives pour la pratique résultant de ces déformations. Ce sont surtout l'organisation et la technique d'abattage ainsi que l'exactitude du calcul des réserves de gisement qui sont défavorablement influencées. Cependant, la question la plus problématique est la stabilité des talus dans les bassins caractérisés par une tension horizontale anormale.
Vortrag, gehalten beim XVIII. Geomechanik-Kolloquium im Oktober 1968 in Salzburg.
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Indirect tensile testing of anisotropic rocks 总被引：2，自引：3，他引：2
SummaryIndirect Tensile Testing of Anisotropic Rocks The tensile strength of rock materials is a parameter relevant to many rock mechanics applications. Rocks are often anisotropic in nature. Therefore, it is of interest to investigate suitable experimental methods for tensile testing to be used with these rocks. An attempt is made in this paper to see if the indirect methods adopted for testing isotropic rocks can be applied. Two rock types with transversely isotropic behavior are tested by loading discs and rings along their diameter. The finite element method is used in order to correlate the tensile stress, for which tensile failure is assumed to occur in each test, with the orientation of the axes of anisotropy. It is shown that the experimental results can be appropriately explained by this method and a parameter be defined which allows one to describe the law of variation of tensile strength with the anisotropy of deformability.
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ZusammenfassungIndirekte Zugfestigkeitsprüfung anisotroper Gesteine Die Zugfestigkeit eines Gesteins stellt bei felsmechanischen Betrachtungen einen wichtigen Parameter dar. Die bisherigen Wege, diesen Parameter zu erfassen, setzen ein isotropes, homogenes Medium voraus. Da der natürliche Fels stets anisotrop und inhomogen ist, prüfen die Autoren die Möglichkeit, indirekte Zugversuche, wie sie bisher angewandt wurden, auf anisotrope Medien zu übertragen.Die Autoren untersuchen das Verhalten von Granitgneis und Serpentinschiefer mit Transversal-Anisotropie. Die Untersuchung erfolgt im Druckversuch an Scheiben und Ringen längs des vertikalen Durchmessers, wie es für homogenes und isotropes Material im Sinne der klassischen Elastizitätstheorie üblich ist.Durch Anwendung der Finite-Element-Methode gelingt es, die Beziehungen zwischen Bruch-Zugspannung und Abweichung der Anisotropie-Achse zu ermitteln.Auf diesem Wege werden die experimentellen Ergebnisse erklärbar. Darüber hinaus ist es möglich, einen Parameter zu bestimmen, der es erlaubt, einen gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen der Zugfestigkeit und dem Grad der Anisotropie des Gesteins zu ermitteln.
RésuméEssais indirects de traction sur des roches anisotropes La connaissance de la contrainte de traction à la rupture est un paramètre important dans le domaine de la Mécanique des Roches. Etant donné que la plupart des roches sont anisotropes, il est intéressant de développer des essais capables de donner la contrainte de rupture à la traction de ces roches. Dans ce travail on a cherché à vérifier si les essais indirects de traction utilisés depuis longtemps pour des roches isotropes sont valables aussi pour des roches anisotropes. Dans ce but on a examiné le comportement de deux types de roche à isotropie transversale en exécutant des essais de compression le long d'un diamètre sur des disques et des anneaux. La méthode des éléments finis a été appliquée dans le but de disposer d'une corrélation entre la contrainte de traction pour laquelle la rupture a lieu, avec l'orientation de l'axe d'anisotropie. On a ainsi déduit que les résultats expérimentaux peuvent être interprétés par cette méthode et qu'il est possible aussi de définir un paramètre qui permet d'en tirer une loi de variation de la résistance à la traction en fonction de l'anisotropie de la déformabilité.
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SummaryThe Relation Between the Uniaxial Tensile Strength and the Sample Size for Bohus Granite An experimental investigation has shown that the uniaxial tensile strength of Bohus granite is independent of the sample size within a very large range of volume. An indirect measurement of the tensile strength such as the point load test does, however, yield the well-known decrease in strength with increasing sample volume. The reasons for these results are discussed and a theoretical extension of Weibull's statistical theory for the tensile strength of materials is used to indicate that the uniaxial tensile strength test may be a measurement of the minimum tensile strength of the bonding between the grains in the rock.
With 14 Figures 相似文献
ZusammenfassungDie Beziehung zwischen der einachsigen Zugfestigkeit und der Probengröe für den Bohuser Granit Eine experimentelle Untersuchung hat gezeigt, daß die einachsige Zugfestigkeit des Bohuser Granits von der Größe der Probe in einem weiten Volumsbereich unabhängig ist. Eine indirekte Messung der Zugfestigkeit zeigt indessen, wie der Punktbelastungstest ergibt, die wohlbekannte Abnahme der Festigkeit mit erhöhtem Volumen der Probe. Der Grund dieser Resultate wird diskutiert, und eine theoretische Erweiterung der statistischen Theorie für die Zugfestigkeit der Materialien von Weibull wird verwendet um zu zeigen, daß die einachsige Zugfestigkeitsprobe eine Messung der mindesten Zugfestigkeit der Bindung zwischen den Gesteinskörnern sein kann.
RésuméLa relation entre la résistance à la traction uniaxe et le volume de spécimen cher le granit de Bohus Un examen a montré, que la résistance à la traction uniaxe du granit de Bohus est indépendant du volume du spécimen dans une très grande région de volume. Un mesurage indirect de la résistance à la traction montre cependant, comme l'essai de charge de point indique, la réduction de résistance bien connue avec le volume augmentant du spécimen. On discute sur les causes de ces résultats et on s'est servi d'une extension théorique de la théorie statique pour la résistance aux matériaux de Weibull pour montrer que l'essai de la résistance à la traction uniaxe peut etre un mesurage de la résistance la plus petite du liant entre les grains de roche.
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19.
Rolf Klopp 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1969,1(2-3):145-156
ZusammenfassungBaugeologische Probleme bei der Gründung des Biggekraftwerkes auf verkarsteten Devonischen Riffkalken im Sauerland und ihre Lösung Im nördlichen Gründungsbereich des Kraftwerkes der Biggetalsperre im Sauerland tauchten steilstehende, kalkige Schichten auf, in die Riffkalkklötze von unterschiedlicher Verteilung eingelagert waren. Während die Kalkmergelschiefer nur starke Entkalkungserscheinungen aufwiesen, zeigten sich in den Riffkalkzonen echte Karsthohlräume.Die Ecke eines wesentlichen Bauwerksteiles des Kraftwerkes lag über einer kolkartig eingebrochenen und mit Geröllen gefüllten Karsthöhle. Diese Kraftwerksbereiche wurden daher auskragend konstruiert. Die Lasten mußte das südlich anschließende nichtverkarstete Gebirge aufnehmen. Das völlig regellose Auftauchen verkarsteter Riffbereiche ließ aber die Gefahr vermuten, daß auch der standfeste Gebirgsteil durch Karsteinbrüche unterschnitten werden könnte. Dies umso mehr, als die Schichtung in Richtung des Karstkolkes einfiel und Schichtpakete des an sich standfesten Gebirges abgleiten könnten. Um dies zu verhindern, wurden den besonderen Verkarstungsbedingungen angepaßte systematische Injektionen in 3 Phasen ausgeführt. Eingepreßt wurde ein Gemisch aus ca. 70% Zement, 25% Sand und 5% Bentonit.Als wesentlichste Folgerung für den Felsbau werden die Unterschiede der Verkarstung zwischen homogenen Kalksteinen und Riffkalksteinen herausgestellt.Zur sicheren Gründung von Bauwerken wird eine ausreichende baugeologische Untersuchung, enge Zusammenarbeit zwischen Geologen und Ingenieur während der Planung und beim Bau sowie Anpassung der Bauausführung an die Besonderheiten des Karstes empfohlen.
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SummaryEngineering Geological Problems During the Foundation of the Biggetal Power Plant on Karstified Devonian Reef Limestones in the Sauerland, and Their Solution In the northern foundation of the powerstation of the Biggetalsperre in Sauerland inclined marly slate with intercalated parts of reef knolls of different distribution is existing. These marly slate shows partly heavy decalcification. But the reef knolls exclusively were cavernous.The corner of an essential part of the powerstation was situated above a collapsed underground karstbridge, now filled with gravel. Therefore this part was constructed with cantilever and the weight had to be borne by the noncavernous rock neighboured in the south.The appearance of karstificated reef knolls without any preferred orientation seemed to be a danger for the stability of the rock in the south, that had to bear the total weight of the construction. This danger existed also in undercutting the solid rock. Beyond it the strata fell in the direction of the karst holes and therefore some sedimentary complexes of this rock incline to sliding. To prevent this a systematic injection program was started, the injection material consisting of 70% cement, 25% sand and 5% bentonite.The most important conclusions for construction in rock are that it is necessary to distinguish between the karstification of homogeneous limestone and rock with reefknollfacies. To obtain a solid foundation in such rock sufficient geological investigations are necessary. A tight teamwork between geologists and engineers during the planning period and the time of construction is as neccessary as to accomodate the construction on the speciality of karst.
RésuméProblèmes géologiques posés par la fondation de la centrale du barrage du Bigge sur les calcaires coralliens karstiques du Devonien dans le Sauerland et ses solutions Cet article traite la fondation de la centrale du barrage du Bigge (Biggetalsperre) construite sur des couches calcaires du Devonien moyen supérieur dans le Sauerland (Allemagne occidentale).Dans la zone nord des fondations on est en présence de stratifications calcaires fortement inclinées parmi lesquelles se trouvent des blocs coralliens intercalés avec une répartition variable. Alors que les schistes marneux accusent une décalcification prononcée, de véritables vides karstiques apparaissent dans les zones coralliennes.La pointe d'une partie importante de l'ouvrage se trouvait justement sur une cavité karstique creusée depuis longtemps et à présent remplie d'éboulis (cailloux). Cette partie de la centrale fut construite en porte à faux. Les charges résultant de cette construction sont transmises à la partie sud non karstique du massif.L'émergement tout à fait irrégulier des récifs karstiques faisait apparaître le risque de voir la partie saine du massif se fragmenter sous l'influence de phénomènes karstiques. Ceci d'autant plus que la stratification avait un pendage vers le calcaire corallien et que l'ensemble des couches d'un rocher sain en lui-même pouvait glisser. Pour écarter ce risque un programme systématique d'injection fut entrepris en suivant un mode opératoire particulier s'accommodant aux phénomènes karstiques. Le coulis d'injection utilisé était un mélange d'environ 70% de ciment, 25% de sable et 5% de bentonite.L'apport essentiel pour la mécanique des roches est constitué par la différence qui a été faite concernant les phénomènes karstiques entre les calcaires homogènes et les calcaires coralliens. Pour effectuer une fondation sure d'ouvrages il est conseillé de faire des études géologiques suffisantes, d'avoir une coopération étroite entre le géologue et l'ingénieur pendant le projet et lors de la construction et enfin d'adopter les procédés de construction aux phénomènes karstiques.
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20.
SummaryA New Digital Method for Three-Dimensional Stress Analysis in Elastic Media A new method for three-dimensional stress analysis in elastic media is outlined. According to this approach the problem is formulated purely in terms of conditions prevailing at the bounding surfaces of an elastic body. Stress and displacements on these surfaces, as well as inside the body, are expressed in terms of the superimposed effect of a set of basic solutions having suitable properties.The method is developed in matrix form. Some general properties of the governing matrices are established with a view to developing suitable numerical procedures.The convergence characteristics of two iterative schemes are considered.The paper concludes with observations concerning the generality of the approach.
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ZusammenfassungNeues digitales Verfahren zur dreidimensionalen Spannungsanalyse in elastischen Medien In der vorliegenden Arbeit werden die Grundlagen eines neuen Verfahrens der dreidimensionalen Spannungsanalyse beschrieben.Die Behandlung des allgemeinen Problems der Gebirgsmechanik, d. h. die Bestimmung der Spannungs- und Verschiebungsverteilungen in der Umgebung von untertägigen Hohlräumen, mit Hilfe konventioneller Verfahren — wie z. B. der Methode der Finiten Elemente — hat den Nachteil, daß der gesamte Gebirgskörper berücksichtigt werden muß. Dies hat zur Folge, daß sich realistische dreidimensionale Probleme auch mit modernsten Digitalrechnern nicht mehr innerhalb annehmbarer Rechenzeiten lösen lassen. Das hier vorgestellte Verfahren vermeidet diese Schwierigkeiten durch eine Formulierung, die ausschließlich die Randbedingungen an den Begrenzungsflächen des Mediums verwendet. Spannungen und Verschiebungen an diesen Flächen sowie im Inneren des Gebirgskörpers werden als Überlagerungseffekt einer Reihe von Grund-Lösungen mit geeigneten Eigenschaften ausgedrückt.Aus Gründen der Einfachheit wird in dieser Arbeit nureine solche Grund-Lösung verwendet. Diese beschreibt die Wirkungen einer Einzelkraft, die an einem Punkt eines unendlichen Mediums angreift. Mit Hilfe dieser Lösung kann die Wirkung eines Aggregates derartiger Kräfte in Matrizenform ausgedrückt werden.Läßt man eine Einzelkraft an jedem infinitesimalen Element einer kontinuierlichen Fläche angreifen, dann können die Spannungs- und Verschiebungsverteilungen im Körper mit Hilfe der an dieser Fläche herrschenden Randbedingungen beschrieben werden. Begrenzt die Fläche einen geschlossenen Hohlraum, so trennt sie das Medium in einen inneren und einen äußeren Teil. Auf diese Art entstehen zwei Problemklassen: Während der innere Bereich die Spannungsanalyse von Ingenieurbauten beinhaltet, entspricht der äußere Bereich dem Hohlraumproblem der Gebirgsmechanik.Die beschriebene Formulierung mittels Matrizen ist für beide Bereiche gültig. Es wird jedoch gezeigt, daß die entsprechenden Matrizen charakteristisch unterschiedliche Eigenschaften haben. Diese Beobachtung ist von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung numerischer Lösungsverfahren. Die Konvergenz-Charakteristiken zweier Iterativ-Schemata werden in Betracht gezogen.Zusammenfassend wird noch einmal die generelle Gültigkeit des Verfahrens betont. Weitere Grund-Lösungen und ihre Anwendung auf spezielle Probleme werden erwähnt.
RésuméUne nouvelle méthode pour la solution de problèmes à trois dimensions dans la théorie de l'élasticité Les auteurs élaborent une nouvelle méthode pour la solution de problèmes à trois dimensions dans la théorie de l'élasticité.En Mécanique des Roches, lorsque les excavations sont situées dans une masse infinie de roches, les méthodes courantes, telle que les éléments finis, ont le désavantage d'avoir à opérer sur une quasi-infinité d'éléments. Il en résulte que l'analyse de configurations réelles à trois dimensions devient impossible même avec les plus grands ordinateurs modernes. La nouvelle méthode évite ces difficultés en reformulant le problème entièrement en fonction des conditions régnant aux limites de la configuration. Les tensions et les déplacements aux limites, ainsi qu'à l'intérieur de la masse, sont produits par les actions superposées d'un ensemble convenablement choisi de fonctions — solutions élémentaires.Pour alléger l'exposé on n'a employé qu'une seule fonction — solution dans cette publication. Elle décrit l'action d'une force concentrée en un point d'un milieu infini. Les actions d'une distribution de pareilles forces concentrées peuvent s'exprimer sous forme matricielle.En appliquant une force concentrée à chaque élément infinitésimal d'une surface continue située dans le milieu on arrive à exprimer les tensions et les déplacements en un point quelconque en fonction des conditions régnant sur cette surface.Si cette surface est fermée elle divise le milieu en une région intérieure et une région extérieure, ce qui donne lieu a deux classes de problèmes. Le problème intérieur se présente surtout en Résistance des Matériaux, tandis que le problème extérieur se recontre en Mécanique des Roches.Le formalisme matriciel mentionné ci-dessus est applicable dans les deux régions. Cependant il apparaît que les matrices associées ont des propriétés foncièrement différentes. Cette constatation est de première importance lors de l'élaboration de méthodes de solutions numériques ayant recours à l'ordinateur.Deux procédés de calculs appropriés sont analysés dans cette publication.Dans leurs conclusions les auteurs mettent de nouveau en relief la généralité de la méthode. Quelques exemples de fonctions — solutions élémentaires, différentes de la fonction — solution (force concentrée) employée dans cette publication, sont cités.
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