Numerical analyses of deformability tests in jointed rock — “Joint Perturbation” and “No Tension” Finite Element solutions     

Francois E. Heuzé  Richard E. Goodman  Ann Bornstein 《Rock Mechanics and Rock Engineering》1971,3(1):13-24

SummaryNumerical Analyses of Deformability Tests in Jointed Rock — Joint Perturbation and No Tension Finite Element Solutions Sound design of structures in or upon rock requires a thorough knowledge of the rock mass deformability. Field test data interpretation has generally relied upon analytical or Finite Element linear elastic solutions. However, when testing in jointed rock, these can no longer be readily used since the medium cannot resist the tension induced upon loading. Accordingly, other solutions are required. If the discontinuities of the rock mass can all be mapped and their surface properties determined, the Finite Element model will use a Joint Perturbation solution where the joint elements have variable stiffnesses to account for movements along the fractures. If the discontinuities cannot be satisfactorily mapped, a global approach is provided by a No Tension analysis of the stress transfer type. The two techniques are compared in the case of bore hole jack deformability tests and found to agree remarkably well, indicating an appreciable difference from results of linear elasticity.

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ZusammenfassungNumerische Analyse von Verformungsversuchen in geklüfteten Fels — Lösungen mittels Kluft-Perturbation und No Tension Analysis auf Grund der Methode der Finiten Elemente Der Entwurf von Bauwerken in oder auf Fels erfordert eine genaue Kenntnis des Formänderungsverhaltens der Felsmasse. Im allgemeinen basiert die Interpretation der Ergebnisse von Feldversuchen auf den Lösungen des zugehörigen Randwertproblems der linearen Elastostatik mittels klassischer analytischer Methoden oder der Methode der Finiten Elemente. Wenn die Versuche aber in geklüftetem Fels durchgeführt werden, müssen die theoretischen Methoden modifiziert werden, da das Medium keine Zugspannungen aufnehmen kann. Zwei Fälle können unterschieden werden. Erstens: die Kluftflächen der Felsmasse können geometrisch erfaßt und ihre Oberflächeneigenschaften können bestimmt werden; in diesem Falle kann die Finite-Elemente-Lösung eine Kluft-Perturbations-Methode verwenden, in welcher spezielle Kluft-Elemente verschiedener Steifigkeiten normal und tangential zu den Kluftflächen die Bewegungen entlang derselben bestimmen. Zweitens: die Diskontinuitäten der Felsmasse können nicht hinreichend beschrieben werden; für diesen Fall ist vorgekehrt durch die Finite-Element-Analyse vom Typ der Spannungsumlagerung unter Ausschaltung der Zugspannungen (No Tension Analysis), um das globale Verhalten der geklüfteten Felsmasse zu erfassen. Die Lösungen dieser beiden Methoden wurden für den Fall der Bohrloch-Verformungs-Tests verglichen; der Vergleich zeigt ausgezeichnete Übereinstimmung, im Gegensatz zu den Lösungen als lineares Elastizitätsproblem.

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RésuméLa méthode des Eléments Finis appliquée aux résultats d'essais de vérins cylindriques dans les roches fissurées — solutions dites Joint Pertubé et Sans Traction La construction de structures sur ou dans des roches nécessite une connaissance approfendie de la déformabilité du massif rocheux. L'analyse des résultats d'essais en place se fait généralement à l'aide de solutions analytiques ou par Eléments Finis, qui supposent une élasticité linéaire du milieu. De fait, dans les roches fissurées, ces solutions sont inadéquates puisque le milieu ne peut résister aux sollicitations de traction. Il s'agit donc d'utiliser d'autres méthodes d'analyse. Lors qu'il est possible de déterminer la géométrie et les propriétés de toutes les discontinuités, l'on pourra utiliser une solution par Eléments Finis, dite Joint Perturbé dans laquelle la rigidité de surface du joint (ou fissure) peut varier lorsque des movements prennent place au niveau du joint. Si cela est impossible, il faudra utiliser une approche globale dite Sans Traction qui redistribue les contraintes de traction et les dissipe. On compare ces deux types de solutions dans le cas des essais de vérins cylindriques unidirectionnels. Leurs résultats sont identiques et ont nettement différents de ceux obtenus avec une solution élastique linéaire.

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Research supported by the National Aeronautics and Space Administration — Contract NAS 8-21432.

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With 8 Figures  相似文献   

Core waves recorded in central Europe     

Libuše Ruprechtová  Vít Kárník  Reviewer K. Pěč 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(3-4):299-315

Summary The core waves recorded at four seismograph stations in Central Europe were investigated with the aim to find the most suitable set of travel-time curves and a fitting model of the core structure. Another travel-time curve was constructed by means of time differences between the core phases. The differences in the features of the travel-time curves were studied using records of shallow, intermediate and deep shocks from the same focal region (Tonga).  相似文献   

An attempt to determine long-periodic variations in the drift of horizontal pendulums     

Petr Vaníček  Reviewer L. Skalský 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(3-4):416-420

Résumé On donne les résultats de l'analyse de la dérive des pendules horizontaux de la station Píbram-Bezové Hory au cours des années 1927–1938. Différemment aux résultats publiés déjà antérieurement[2], on a tout d'abord séparé par la méthode des moindres carrés la dérive linéaire et le terme à période de durée d'un an exactement et ce n'est que le reste qu'on a analysé par la méthode de l'analyse spectrale spéciale[4, 6]. On a trouvé dans les deux éléments une période de 222, respectivement 223 jours, non considérée jusqu'alors et ne pouvant pas être interprétée jusqu'à présent du point de vue physique. Les autres résultats sont en bon accord avec ceux reçus à l'origine. On peut conclure de la comparaison des phases des composantes annuelles des pendules horizontaux et du mouvement du pôle[5] que les deux événements sont du même origine.  相似文献   

Magnetism of natural pyrrhotite,haematite and ilmenite     

Vladimír Kropáček  Miroslav Krs  Reviewer F. Janák 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(2):161-172

Summary The paper deals with the magnetic properties of the natural minerals haematite, ilmenite and pyrrhotite. The natural remanent magnetization J_n, the volume susceptibility , the specific magnetization of saturation _so, the Curie temperature , the A.C. demagnetization of natural remanent magnetization, the thermal demagnetization J_n, the temperature dependence of the specific magnetization of saturation, and several other parameters were determined for the individual sets of minerals. Since natural minerals can and do contain various heterogeneous and isomorphic admixtures, their magnetic properties may change depending on the content and type of these admixtures. Therefore, all the investigations of the magnetic properties described in this paper were carried out with extensive sets of minerals, representing various Czechoslovak and world localities. A number of interesting results were obtained from the executed experiments, e.g., the different stability of the natural remanent magnetization of haematite with respect to A.C. demagnetization, the presence and type of heterogeneous inclusions in ilmenite, the phase changes connected with the -transition in natural pyrrhotites, etc. The types of distributions of the investigated values of the magnetic properties were also determined.  相似文献   

Comment on some relations between the shape of streamlines and frontal interface in the proximity of a cyclonic vortex     

Pavla Kočíková-Hlachová  Reviewer M. Škoda 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(3-4):382-392

Zusammenfassung Es wird ein einfaches Modell des zykolnalen Wirbels vorgeschlagen und die Beziehung zwischen seiner Intensität, der Form der Stromlinien und der Deformation der frontalen Grenzoberfläche in seiner Nähe diskutiert. Die Arbeit verfolgt das Ziel, die Kriterien der sogenannten dynamischen Klassifikation der aus den meteorologischen Satelliten photographierten Bewölkung zu finden.  相似文献   

Die Ersatzkugel in geodätischen Berechnungen     

Josef Vykutil  Rezensent M. Cimbálník 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(3-4):396-401

Summary For precise geodetic computations over larger distances the reference surface of an ellipsoid of rotation should be used. However it is often replaced by a sphere of an adequate radius. The formulae are derived from figures which usually represent the conditions in a cross-section of the ellipsoid and the reference sphere through the normal plane. Equation (9) is given for the differences s of the length of the ellipse arc of the normal section and the corresponding arc of the circle with radius R. Also Eq. (19) is given for the distance d between the ellipse of the normal section and the circle (at the end point). Both equations are applied for various radii of the reference sphere. Table 1 shows the values s, Tab. 2 and Fig. 2 give the d-values for chosen lengths. It was found that especially the distance between the ellipsoid and the sphere need not always be negligible.  相似文献   

Quadruplet orientation of aerial photographs     

Zbyněk Maršík  Reviewers E. Jokl  K. Tomsa 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(3-4):406-408

Summary A new procedure of the relative orientation of pencils of light reconstructed from aerial photographs having 60% end and side overlaps is suggested. The basic unit for the procedure is a quadruplet of photographs forming a square. The geometrical characteristics of a block of photographs with 60% overlaps are exploited fully, and, the present author believes, that way an optimum relative orientation of all photographs within the block can be achieved.  相似文献   

On the problem of frequency calibration of induction variometers with large air-core loops     

Josef Bochníček  Jaroslav Šubrt  Reviewer M. Hvoždara  Reviewer J. Podlešák 《Studia Geophysica et Geodaetica》1971,15(1):76-85

Zusammenfassung Es wird eine Methode für experimentelle Untersuchung der Frequenzkennlinien von Induktionsvariometern mit Aufnahmeschleifen nichttraditioneller Ausmasse beschrieben. Die Grundlage des beschriebenen Verfahrens bildet eine genaue Bestimmung jenes Teils des magnetischen Kraftflusses, der durch die Aufnahmeschleife durchgeht.  相似文献   

Les diatomées de la station néolithique d'Auvernier (Lac de Neuchâtel)     

Marguerite Wuthrich Dr ès sciences h.c. 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》1971,33(2):533-552

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Les derniers stades de la cristallisation du filon à fluorite et barytine de Chavaniac (Haute-Loire,France) d'après des études d'inclusions fluides et solides     

Colette Derré  Jean-Claude Touray 《Mineralium Deposita》1971,6(4):292-301

Résumé L'étude des inclusions fluides des minéraux de fin de cristallisation (principalement fluorite et barytine) du filon de Chavaniac, montre une diminution de la température et de la salinité. La fluorite a commencé à se déposer vers 140°C±10°C dans une solution renfermant 20% en poids en équivalents NaCl. La température de formation de la barytine était de 40°C au plus et les solutions diluées renfermaient parfois en émulsion des hydrocarbures liquides. On a pu établir des relations entre succession paragénétique, phases de fracturation, et les résultats précédents.

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Fluid inclusion studies in end-crystallisation minerals from Chavaniac mine (mainly fluorite and baryte) show that temperature and salinity fell during crystallisation. Crystallisation of fluorite began at around 140°C±10°C, in a solution containing about 20% NaCl. The temperature of formation of baryte never exceeded 40°C and the dilute solutions sometimes contained emulsified hydrocarbons. Relations have been established between paragenetic succession, fracture phases, and the above results.

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