ABSTRACT:

Authors propose a model for evaluation of effective parameters of deformability of structural rock blocks, in which the jointing is represented by a large number of small joints or by the system of joints of the same order (larger structural blocks). The related software gives the possibility, using minimal amount of parameters, evaluated on small specimens in the laboratory conditions, to calculate the strain-stress relationships for large structural blocks for a wide stress range. The proposed paper presents a new technique for evaluation of rock mass parameters considering roughness, strength and shear resistance of the joints walls. Analytical solution along with the procedure tor transition from continuous hypsometric surface of the joint's wall to the flat surface model with regular asperities is presented.

RÉSUMÉ:

Les auteurs proposent un modele pour l'evaluation des parametres effectifs de deformabilite d'un milieu presentant un grand nombre de joints de petite taille et pour un reseau de blocs rocheux fissures separes par des joints plus importants. Le logiciel correspondant donne la possibilite, à l'aide d'un nombre minimum de parametres, evalues en laboratoire sur des echantillons de petite taille, de definir la relation contrainte-deformation pour des blocs de grande taille, ceci sųr une gamme de valeurs de contraintes etendue, L'article presente une nouvelle technique pour l'evaluation des parametres d'une masse rocheuse prenant en consideration la rugosite, la resistance à la compression et au cisaillement des faces du joint. Une solution analytique et une procedure pour passer de la surface hypsometrique continue de la face du joint au modele plan avec asperites distribuees regulierement est presentee.

ZUSAMMENFASSUNG:

Die Autoren schlagen ein Modell vor fuer die Bestimmung der effektiven Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Felsrnassen, verschmiert mit zahlreichen kleinen Rissen, und fuer groessere Felsbloecke, die von einander durch groessere Diskontinuitaeten getrennt sind. Das entsprechende Rechenprogramm gibt die Moeglichkeit mit einer minimalen Anzahl von Parametern, die mit Laborexperimenten in kleinem Masstab bestimmbar sind, die Spannungs-Dehnungskurve fuer groessere Bloecke zu bestimrnen, und dies fuer ein breites Spektrum von Spannungswerten. Der Artikel illustriert eine neue Technik fuer Evaluation von Felsmasseneigcnschaften mit Inbezugsnahme von Rauigkeit, Druck- und Schubfestigkeiten der Rissflaechen. Eine analytische Leosung und eine Prozedur fuer die Umsetzung von der hypsometrischen Flaeche der Rissflaechen zum ebenen Modell mit regelrnaessig verteilten Unebenheiten werden vorgestellt.

INTRODUCTION

In this paper the results of numerical determination of equivalent mechanical parameters of jointed rock masses are presented. The first part of the paper deals with derivation of constitutive equations tor jointed rock masses under compression with consideration of the scale factor. In the second part of the paper the new method of determination of shear resistance of joints is described with special attention to the influence of the roughness of joint walls on parameters of shear. Both techniques can be easily introduced into available FEM codes.

DEFORMATION PARAMETERS OF JOINTED ROCK

In the research of nonlinear behavior of jointed rock masses we take into consideration the fact of qualitative analogy of diagrams of deformation under compression of intact rocks and of real rock masses. The analysis of these diagrams shows that the graph of the function σ/є(Fig.1) can be divided in three characteristic segments: The nonlinearity of deformation within the first segment is the result of joint closure; the second segment is quasilinear and corresponds to deformation of blocks which are limned in the rock mass by different systems of joints; nonlinear behavior related to the third segment is caused by the process of microcracking in blocks.

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