Kink zone instability in jointed rock masses can develop under certain conditions. Basic concepts of this type of buckling instability, geometrical models and deformation characterization of kink bands are reviewed. The behavior of these structures in relation to joint pattern characteristics, loading path, confining pressure, stress tensor relative to jointing and stress-strain-dilatancy is analyzed to characterize this mode of failure in fractured rock masses. Test results from biaxial models and direct shear tests simulating jointed rock masses with an analog material are used as a basis of discussion and show that the strength of a jointed rock mass in which this type of failure occurs, is much lower than the strength predicted by the Mohr-Coulomb friction strength even on polished discontinuities. Applications for a few cases of instabilities resulting from this type of deformation and failure are illustrated.


Le developpement de zone d'instabilite en kink dans les massifs rocheux jointes est favorise sous certaines conditions. Une revue des concepts de base sur ce type d'instabilite de flambage, des modèles geometriques et des paramètres de caracterisation de la deformation par bandes de kink est effectuee. Le comportement de ces structures est egalement analyse en fonction des caracteristiques du patron des joints, de la trajectoire de chargement, de la pression de confinement, de l'orientation du tenseur des contraintes en relation avec l'attitude des systèmes de joints et des relations contrainte-deformation-dilatance caracterisant un tel mode de deformation ou de rupture dans les massifs rocheux fissures. Les resultats d'essais biaxiaux et de cisaillement direct simulant des massifs rocheux regulièrement fissures, à l'aide d'un materiau analogue, sont utilises comme base de discussion et demontrent que la resistance de massifs rocheux, regulièrement jointes dans lesquels ce mode de rupture se produit, est beaucoup plus faible que la resistance predite par le critère de Coulomb-Mohr pour le frottement, même sur des discontinuites polies. Quelques applications sont illustrees pour des cas d'instabilite resultant de ce type de deformation et de rupture.


Die Entwicklung instabiler Knickzonen in gekluefteten Gesteinmaβen ist nur möglich unter bestimmten Bedingungen. Grundlegende Vorstellungen ueber dieser Art der Biegungsinstabilitat, gekoppelt mit geomechanischen Modelen und typischen Parametern aus Knickbanderdeformationen, wird hier abgehandelt. Das Verhalten dieser Strukturen wird ebenso in Bezug auf die Charakterisierung des Kluftmusters, der Ladungstrajektoren, des einschrankenden Druckes, der Scherkrafte relative zur Klueftung und der Spannungs-Deforrnations- Dilatationseigenschaften (die solche Deformations- oder Brucharten beschreiben) analysiert. Die Resultate aus den Versuchen mit zweiachsigen Modelen und aus directen Scherversuchen, die mit entsprechenden Material gekluefteten Gestemmaβen nachahmen, wurden als Basis dieser Arbeit benutzt. Unsere Resulte zeigen, daβ die benötigte Festigkeit in gekluefteten Gesteinmaβen in der solche Brueche vorkommen, viel tiefer liegt, als die errechnete Festigkeit aus dem Mohr-Coulombschen Konzept. Anwendungen fuer einige Falle, welche aus dieser Deformations- oder Brechart enstehen, werden abgehandelt.


The stability of rock slopes, underground openings and other workings in intensely foliated or in moderately to highly jointed rock masses may be at risk from an unusual failure mode: the development of kink zone instability to form a kink band (KB) failure zones. These deformation and/or failure-structures are more or less tabular zones, transverse to the foliation or jointing, and bounded by subparallel surfaces called kink band boundaries (KBB) or kink planes at which the layering is sharply deflected and rotated at the KBB with respect to the external layering or jointing. This type of instability, in brittle as well as in ductile, foliated or layered rock, has been recognized by structural geologists in characteristic structures such as chevron folds and kink bands at all scales.

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