A rock mass is anisotropically discontinuous because of fracturing. The groundwater flow through such a medim is determined by the joint distribution and geometry; the permeability of intact rock is generally negligible compared with the hydraulic conductivity of joints.
The theory of water flow through jointed rock has undergone rapid advances in recent years. Digital and analogue computers can now be applied to very large two and three dimensional problems. However, the application of these methods is completely inadequate if no in situ hydraulic parameters are available. Very little progress has been made on the theory and practice of field testing. Most field tets interpretation is based on classical soil mechanics theory of flow through a continuum, and consequently leads to incorrect results in jointed rock.
It is assumed that the rock is divided by several sets of parallel joints. The problem of determining the rock mass hydraulic parameters will be approached theoretically. Field testing requirements include either a pumpung test (pumpung into or out of a borehole or gallery) or a dilution test. Practical suggestions regarding the performance of these tests in the field will be given.
In nature massive rock is often divided into an anisotropically discontinuous medium by discontinuities such as joints. The application of continuum mechanics equations to such a medium leads to erroneous deductions if, for instance, the scale of the jointing is similar to the scale of the problem under consideration. Under these conditions the discontinuities control the behaviour of the rock mass and, in the context of this discussion, the flow of water and its consequences. In most hard rock the permeability of the rock itself can be considered as negligible in comparison to the hydraulic conductivity of the joints*. Consequently, the study of water flow in jointed rock cannot be undertaken by an indiscriminate application of porous media methods.
In recent years, the theoretical development of the hydraulics of jointed media with application to rock masses has undergone considerable advance. The most important advantage which these methods offer over previous semi-empirical methods is that they include considerations of the physical phenomena of the flow process itself. Consequently if, after considering the scale of the problem, the user desides that a treatment of the medium as a continuum is not valid, the individual joint characteristics can be utilised in constructing a solution based upon the synthesis of discrete elements [1, 2, 3]. The availability of large high speed digital computers has made it possible to solve two and three dimensional flow problems using numerical techniques [2,3]. Variable resistance electrical analogues [3] and hydraulic models [4,5] can also be used for the study of laminar flow problems. Where non-linear characteristics occur as a result of turbulent flow generated by high water velocities in certain joints or at joint intersections, these characteristics can be incorporated in some of the solutions mentioned above [2,3].
En raison de sa fracturation le massif rocheux constitue un milieu anisotropiquement discontinu. Les écoulements d’eau à travers un tel milieu dépendent de la distribution et de la géométrie des fissures, en effet la perméabilité de la matrice rocheuse est négligeable devant la conductivité hydraulique des fissures.
Ces dernières années d’important progrès ont été faits sur l’hydraulique des roches fissurées. A l’aide de l’ordinateur il est possible de résoudre d’importants problèmes bi- ou tri-dimensionnels. L’utilisation de telles méthodes n’a de sens que si l’on dispose suffisamment d’informations sur les paramètres in situ. Or, peu de travaux, hélas, ont été faits sur la théorie et la pratique des essais hydrauliques. Souvent, l’interprétation de tels essais est basée sur la théorie des écoulements en milieux poreux; pour les roches fissurées, cela conduit généralement à des résultats erronés.
Ce rapport aborde, sur le plan théorique et expérimental, le problème de la détermination des paramètres hydrauliques dans les roches fissurées. Deux sortes d’essais sont proposés: l’essai d’eau (pompage ou injection d’eau dans un trou de forage ou une galerie) et l’essai de dilution. Quelques considérations pratiques sur l’exécution des essais in situ sont suggérées.
In Folge seiner Zerklüftung ist der Fels ein anisotrop-diskontinuierliches Medium. Die Strömungsvorgänge des Grundwassers durch solche Medien hängen hauptsächlich von der Verteilung und der Geometrie der Klüfte ab, weil die Durchlässigkeit des festen Gesteins vernachlässigbar klein im Vergleich zu der hydraulischen Leitfähigkeit der Klüfte ist.
In den letzten Jahren wurden grosse Fortschritte auf dem Gebiet der Hydraulik klüftiger Medien gemacht. Mit Hilfe von elektronischen Rechenanlagen ist es jetzt möglich, komplizierte, zweioder dreidimensionale Probleme zu lösen. Aber die Anwendung solcher Methoden hat nur dann Sinn, wenn genügend Angaben über die in situ herrschenden Parameter verfügbar sind. Leider wurde nur wenig Forschritt in der Theorie und Praxis der hydraulischen Versuche im Fels gemacht. Die Auswertung solcher Versuche wird sehr oft nach der Theorie der Wasserströmung durch poröse Medien durchgeführt, für zerklüfteten Fels führt diese Methode im allgemeinen zu unzutreffenden Ergebnissen.
Dieser Aufsatz behandelt theoretisch und experimentell das Problem der Bestimmung der hydraulischen Parameter im zerklüfteten Fels. Zwei Arten von Versuchen sind vorgeschlagen: der Wasserdruckversuch (Abpressungs- oder Pumpversuch in einem Bohrloch bzw. in einem Stollen) und der Verdünnungsversuch. Einige praktische Betrachtungen über die Durchführung der Versuche in situ sind gegeben.
