Deformability of Various Granitic Rocks From Japan In Uniaxial Tension

Uniaxial tension tests were conducted on specimens of eleven granitic rocks which came from eastern Japan, and included a granite, four granodiorites, four tonalites and two gabbros. The axial and transversal deformability of these rocks was determined based on strain measurements using wire strain gauges. The experimental test results revealed that deformational properties of the rocks investigated varied depending on their petrographic features. However, the axial strain and the lateral strain characteristics showed a similar trend for all the rocks, i.e. the stress-strain curves were non-linear throughout the whole stress range from the initial point of loading to the point of ultimate failure. Moreover, the tangent Young's modulus and the ratio of the lateral strain to the axial strain decreased monotonously with the increasing of the axial stress. Still, the deformational properties were different for individual rocks in a quantitative sense. In particular, the difference in the lateral strains among different rocks was more distinct than that in the axial strains. For example, the Poisson's ratio at a stress level equal to 50% of the ultimate strength of a granodiorite was very low, close to zero.

Les essais de traction directe ont ete conduits sur les echantillons de onze roches granitiques provenant de la region Est du Japon: un granit, quatre granodiorites, quatre tonalites et deux gabbros. Deformabilite axiale et transversale de ces roches s'etait determinee en utilisant des jauges extensometriques à fil. Les resultats obtenus à partir des essais montrent que la deformabilite des roches examinees varie selon leurs proprietes petrographiques. Cependant, à partir des essais, une tendance semblable etait observee dans les paramètres de la deformation axiale et la deformation laterale de toutes les roches; c'est-à-dire chaque courbe de contrainte-deformation etait non-lineaire dans tout l'intervalle de contraintes à partir de l'etat initial jusqu'à l'etat d'une rupture finale au cours du chargement. De plus, le module tangent de Young et le rapport de la deformation laterale sur la deformation axiale a diminue de manière monotone avec l'augmentation de la contrainte axiale. Cependant, les differences quantitatives de proprietes de deformation sous traction etaient observees entre des roches individuelles. Particulièrement, la difference de deformations laterales etait plus notable que celle-là de deformations axiales entre des roches differentes.

Einaxiale Zugversuche wurden auf Probestuecke von elf frischen, in Ostjapan vorkommenden, granitartigen Gesteinen durchgefuehrt, welche einen Granit, vier Granodiorite, vier Tonalite und zwei Gabbros umfassten. Die axiale und transversal Verformbarkeit von diesen Gesteinen wurde durch Verformungsmessungen mit Drahtdehnungsmessstreifen geklaert. Die experimentellen Versuchsergebnisse offenbarten, dass Verformbarkeitseigenschaften des untersuchten Gesteins in Abhaengigkeit von ihren petrographischen Eigenschaften variierten. Jedoch zeigten die axialen und die lateralen Spannungsdehnungslinien eine aehnliche Tendenz bei allen Gesteinen, d.h. die Verformungskurven waren nicht linear im ganzen Bereich vom Ausgangspunkt des Belastens bis zum Punkt des entgueltigen Bruchs. Ausserdem verringerten sich das tangentiale Elastizitaetsmodul und das Verhaeltnis der lateralen Verformung zur axialen Verformung monoton mit der Erhoehung der axialen Spannung. Dennoch waren die Verformbarkeitseigenschaften der einzelnen Gesteine in der quantitativen Wahrnehmung unterschiedlich. Insbesondere war der Unterschied bezueglich der lateralen Verformungen zwischen verschiedenen Gesteinen eindeutiger, als der in den axialen Verformungen. Z.B. war die Querkontraktionszahl auf einem Spannungsniveau, das 50% der Zugfestigkeit eines Granodiorits entspricht, sehr niedrig und nah an Null. Ausserdem war die Querkontraktionszahl eines Tonalits negativ und deshalb niedriger als die eines Granodiorits. Dieser Effekt trat auf, weil die laterale Verformung, als sie sich von der Kontraktion am Ausgangsstadium des Belastens bis hin zur Ausdehnung auf den hoeheren Spannungsniveaus aenderte.