The process of deformation in experimentary-deformed sandstone was studied both with microscopic method and by recording with taperecorder and oscillograph. The specimens were deformed up to different stages from the immediately after the loading, through yield point, and to rupture, under confining pressure 500 (brittle), 1000 (transitional), and 1500 (ductile) bars.
Microscopically the fractures are observed from quite early stages, immediately after the initial loading. The cumulative length of microfractures increases proportionate to the residual strain. As loading indreases, the range of the angle of microfractures is getting to between 0° and 45°. As the deformation advances near the yield point, the places of microfracturing become concentrated in the narrow zones (the deformation bands) making 30° or 40° to the axis of maximum compression, and the second swarm of the noise of microfracturing is recorded. The macrofracture develops approximately parallel to the deformation bands, when the stress-strain curve comes up around the maximum point.
Brace (1963) observed that microfractures or parting of grain boundary occurred before the specimen failed macroscopically. The occurrence of microshocks also indicates that microfracturing initiates before the appearance of macrofactures (Mogi, 1962, Sasaki et al 1964, Cook, 1965). However, the development of microfractures and the process of fracturing, micro- to macro-, have not yet been examined quantitatively. The purpose of this study is to make some experimental work with a microscopic technique to this problem.
The experiments were done of Mase sandstone, Oligocène in age, from the Sakito-Matsushima coal field, in northwestern Kyushu. Most of phenocrysts are quartz and the matrix contains a lots of calcareous material. The diameter of the quartz-grains is 1.0 mm at the largest and mostly between 0.5 to 0.2 mm, that is, this is well sorted medium sandstone. The density is 2.68 gr/cm3 of dry sample, and 2.69 gr/cm3 of wet one. Porosity is 0.86%. The specimens were cored into a cylindrical form, 39.0
Le processus de déformation du grès déformé expérimentalement et des autres roches a été étudié en méthode microscopique et en prise des chocs micro-fissurants en magnétophone et oscillographe. Les échantillons ont été déformés aux diverses étages du commencement de la charge, sur la limite d’élasticité et au point de rupture, en efforts laterals, 500 (fragile), 1000 (transitionel), 1500 (ductile) bars.
Les fissures s’aperçoivent microscopiquement en étages hatîfs aussitôt après le chargement initial. La longueur cumulative des micro-fissures s’accroit en proportion de la déformation résiduelle. Les angles des micro-fissures deviennent s’étendre entre 0° et 45° en augmentant la charge. A mesure que la déformation s’avance aux environs de la limite d’élasticité, les micro-fissures se concentrent dans les zones étroites (bande de déformation) qui font un angle de 30° ou 40° avec l’axe de compression maximum, et le second essais des chocs micro-fissurants a lieu. La macro-fissure se développe suivant la bande de déformation avec peu de déviations en partie.
Die Deformationsprozesse in den dreiachsig beanspruchten Proben von Sandsteinen und einiger Gesteinen wurden unter Durchsichtmikroskop und auch mit Magnitphon und Oszillograph studiert. Unter hydrostatischem Druck von 500, 1000 und 1500 Bar, die beziechungsweise mit sproedem, transitionellem und zaehem Zustand etwa gleichbar waren, wurden die Pruefkoerper in verschiedenen Etappen bis zu Rupturen gedruckt, und dabei wurden die Verformungsverhalten in das Tonband und Oszillograph eingetragen.
Bei der Duennschliffmikroskopie koennen die Kluftchen zwar unter sehr leichten Aussenkraeften noch beobachtet. Die Summe der Mikroskopischklueftenlaenge nehmen sich im Verhaeltnis zu remanentcm Deformation zu.Bei der zunehmenden Belastung sind die Winkel der Mikroskopisch-Kluefte im bereich zwischen 0° und 45°. Wenn die Verformung nach Fliessgrenze vorrueckt, da finden die Mikroskopisch-Klueftenbildungen zusammend in engen Zonen statt, die als Deformationsband in 30° bis 40° gegen maximaler kompressionsachse bestehen, und dabei koennen die zweiten Anhaeufung von Geraeuschen der Mikroskopisch-Klueftenbildungen gehoert werden. Die Makroskopisch-Kluefte ergeben sich fast parallel mit Deformationsband, wenn die Spannung-Deformationskurve sich dem maximalwert naehert.
