Strainbursts are common in overstressed brittle rock around deep mine openings. Such failures are characterized by a biaxial state of stress in the plane of the opening boundary. A zone of compressive stresses imposes initial failures near or at the surface of the opening that results in spalling of thin slabs of rock roughly parallel to the free face. While the failure of rock under biaxial loading conditions is increasingly common in deep underground mines, only a few representative laboratory studies have been reported in the literature, without emphasis on rockbursting aspects, and none in the last decade. This paper presents the results of a testing program on a granite rock type. Biaxial testing, conducted on 100 mm cubic samples, was carried out to examine the influence of lateral confinement and loading rate on the rock's ultimate strength. The paper reports the test results in terms of normalized biaxial failure envelope σ1/σc- σ2/σc. A discussion of the failure mechanisms observed is presented.
Les coups de toits de deformations sont choses communes dans le rock cassant surcontraint en place autour des ouvertures minières profondes. De telles ruptures sont caracterisees par un etat de contraintes biaxiales dans le plan de la peripherie de l'ouverture. Une zone de contraintes compressives impose des ruptures initiales à ou près de la surface de l'ouverture, qui produit des relachements de minces plaques de roc plus ou moins parallel à la surface. Bien que les ruptures de roc sous des conditions biaxiales sont de plus en plus communes dans les mines à grandes profondeurs, il n'y a eu que quelques etudes representatives en laboratoire de publiees, sans emphase sur des aspects de coups de terrains, et aucunes publiees depuis la dernière decennie. L'article presente les resultats d'une campagne d'essais appliquee à un type de granit. La campagne d'essais biaxiaux, sur des echantillons cubiques de 100 mm, avait pour objectif d'examiner l'influence du confinement lateral et le taux de chargement sur la resistance ultime du roc. Cet article fait part des resultats en terme de l'enveloppe de rupture biaxiale normalisee σ1/σc- σ2/σc. Une discussion sur les mecanismes de ruptures observes est presentee.
Dehnungsbrueche findet man haufig in uebergespannten spröden Felsen um die Öffnung von tiefen Minen. Solche Brueche sind von einer zweiachsigen Spannung in der Ebene der Grenze der Öffnung charakterisiert. Eine Zone von Druckspannungen verursacht initiale Brueche, entweder an der Öberflache der Öffnung oder in der Nahe. Davon scheiden sich duenne Felsplatten mehr oder weniger parallele mit der freien Wand. Obwohl Felsbrueche unter zweiachsiger Beanspruchung immer mehr haufig in tiefen Minen beobachtet sind, hat man ueber nur einige reprasentative Laborversuche in der Literatur berichtet. Diese Studien diskutieren das Thema ohne Betonung auf Felsbruechen, und keine sind in den letzten zehn Jahren erschienen. Die vorliegene Arbeit gibt die Ergebnisse eines Testprogramms auf einem Typ von Granitfels. Durch zweiachsige Pruefungen von kubischen Proben mit Seitenlangen von 100 mm sollte man den Einfluss von seitlicher Ermittlung und der Beanspruchungsrate auf die Bruchfestigkeit des Felsen studieren. Man findet auch die Pruefergebnisse in bezug auf das normalisierte, zweiachsige Bruchkriterium σ1/σc-σ2/σc. Die beobachteten Bruchmechanismen sind auch diskutiert.
The occurrence of rockbursts is common to many countries, and encountered in underground civil engineering projects and in mines. A practical definition of rockbursting is that it is a violent and sudden failure of a definite rock mass volume into an underground excavation enough to hamper extraction activity and which registers as a seismic event.
Rockbursts are usually associated with more brittle rock types, regionally-scaled planes of weaknesses and extremes in stress concentration. But bursting has also occurred in soft rock such as potash, and tar is known to explode if loaded very rapidly. The distribution of stresses, and properties and structure of the rock mass are important for locating the process leading to rockbursting, concealed from the visual or probing capability of engineers.
Strainbursts are considered to be one of three types of rockburst phenomena (the others being mine pillar bursts and fault-slip bursts). The mechanism is caused by high stress concentrations at the edge of single underground openings without rigid pillar support. Pre-cursor events occur as small slivers of forcefully ejected rock to complete wall fragmentation and displacement imposed to development drifts, stopes and shaft floors during deepening excavation.
