Deformational And Strength Properties Of The Three Structural Varieties Of Carboniferous Sandstones

The three structural varieties of quartzose carboniferous sandstones were experimentally tested in the conditions of conventional triaxial compression at confining pressures of up to 60 MPa. The effect of the confining pressure on the following deformational and strength parameters of the tested rocks were ascertained: threshold and limit of linearity of longitudinal strain, ultimate strength, Young's modulus, strain at failure, ductility, mode of deformation, type of failure, fracture angle and angle of internal friction. The conditions - pressure - of transition of the tested sandstones from the brittle state via the transitional to the ductile one were likewise determined. Analysing the test results, the granulometric characteristics of rocks were considered as well as their porosity and mineral composition. In theoretical analysis, aiming at determining a suitable strength criterion for the tested rocks, twenty empirical, mathematical and physical criteria, expressed in the convention of principal stresses, were considered.

On a soumis trois varietes structurales de grès carbonifères quartzeux aux etudes experimentales en compressions triaxiales de revolution sous pressions de confinement jusqu'environ 60 MPa. On a determine l'influence de la pression de confinement sur les paramètres mecaniques suivants des roches examinees: le seuil et la limite de la linearite des deformations longitudinales, la resistance ultime, le module d'Young, la deformation de rupture, la ductilite, le mode de deformation, le type de rupture, l'angle de fracture et l'angle de frottement interne. On a determine aussi les conditions -pression - de la transition des grès examines d'un etat fragile à un etat transitoire - intermediaire - vers l'etat ductile. En analysant les resultats des recherches on a pris en consideration les proprietes granulometriques des roches, leur porosite et leur composition mineralogique. Dans l'analyse theorique tendant à soumettre les grès examines au critère de rupture convenable, on a considere vingt critères empiriques, mathematiques et physiques exprimes en convention des contraintes principales.

Drei strukturelle Varietaten yon Karbonquarzsandsteinen sind den konventionellen dreiaxialen Druckversuchen bei einem Manteldruck bis zu 60 MPa unterzogen worden. Der Einfluβ des Manteldruckes auf die folgenden Verformungs- und Festigkeitsparameter der untersuchten Gesteine wurde ermittelt: Schwelle und Grenze der Linearitat der Langsverformungen, Festigkeitsgrenze, Youngscher Modul, Bruchverformung, Dehnbarkeit, Charakter der Deformation, Typ des Bruches, Bruchwinkel und Winkel der inneren Reibung. Die Bedingungen - Druck - des Überganges der untersuchten Sandsteine vom spröden, ueber den mittleren, bis zum duktilen Zustand, werden ebenfalls beschrieben. Bei der Analyse der Untersuchungsergebnisse wurden die granulometrischen Eigenschaften der Gesteine erwagt, ihre Porositat und ihre Mineralzusammensetzung. Bei der theoretischen Analyse, die hinstrebte, den untersuchten Sandsteinen ein entsprechendes Festigkeitskriterium - Bruchkriterien - unterzuordnen, wurden zwanzig empirische, mathematische und physikalische Kriterien erwagt, die in Konvention der Hauptspannungen bezeichnet werden.