One of the key questions in the design of underground structures under water bodies is how hydraulic: properties suchpermeability change with depth, hence, the way in which effective stresses vary after excavation. In this study, a series of laboratory tests were carried out to investigate flow deformation characteristics for different stress conditions. Intact and jointed granite rock specimens with multiple cracks were tested under two different permeating fluids (air and water), using a high-pressure triaxial equipment. Effects of confining stress and axial stress on flow discharge and joint deformation were observed. Findings of this study reveal that flow volume decreases significantly with the increase of confining stress, irrespective of the permeating fluid. However, increase in confining stress beyond a critical value does not influence the flow rate, if the fractures or pores in the specimen have compressed to their minimum apertures or porosity.
L'une des questions clefs dans la conception de structures immergees est de savoir comment les proprietes hydrauliques telles que la permeabilite changent avec la profondeur, c'est-à-dire la façon dont les contraintes efficaces varient apres excavation et immersion. Dans cette etude, une serie de tests en laboratoire à ete: entreprise pour examiner les caracteristiques de fluage pour dif-ferentes conditions de contrainte. Des blocs de granite intacts ou assembles, posseedant de multiples fractures, ont ete testes sous deux fluides infiltrants differents (air et eau) sous haute pression triaxiale. Des effets de contrainte de confinement et de contrainte axiale lors du dechargement et sur la deformation de l'assemblage ont ete observes. Cette etude revèle que le volume de fluage decroît de façon significative lorsque les contraintes de confinement augmentent, ceci independamment du fluide inflltrant. Cependant, augmenter la contrainte de confinement au-delà d'une valeur critique n'influence plus Ie taux de fluage, c'est-à-dire si les fractures ou pores de l'e- chantillon sont comprimes a leurs valeurs minimales d'ouverture et de porosite.
Eine der Schluesselfragen beim Design von unterirdischen Bauten unter Gewassem beschaftigt sich mit der Veranderung der hydraulischen Eigenschaften, z.B. der Durchlassigkeit, bei unterschiedlicher Tiefe und somit der Veranderung der effektiven Spannungen nach der Ausschachtung. Im Rahmen dieser Studie wurde eine Reihe von Labortests zur Untersuchung der Fluß [und] Deformationseigenschaften unter verschiedenen Spannungsbedingungen durchgefuehrt. Intakte und zusammengefuegte Granit-gesteinsproben mit mehrfachen Rissen wurden in einer Hochdruck- Triaxialzelle mit zwei verschiedenen durchdringenden Fluida (Luft und Wasser) getestet. Es wurden die Auswirkungen von allseitigem Druck und Axialdruck auf die Durchflußmenge und die Deformation der Verbindungsstellen beobachtet. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, daß die Durchflußmenge unabhangig von dei durchdringenden Fluid mit zunehmendem allseitigen Druck erheblich abnimmt. Eine Erhöhung des allseitigen Drucks ueber einen kritischen Wert hinaus hat jedoch keinen Einfluß auf die Durchflußmenge, wenn sich die Brueche oder Poren in der Probe auf ihre kleinsten Öffnungen bzw. ihren kleinsten Porenanteil komprimiert haben.
Anisotropic rock mass generally contains discontinuities such as joints, bedding planes and faults which are formed during their geological history, apart from recent fractures caused by engineering applications. In view of mechanical behaviour, discontinuities constitute planes of weakness in the rock mass, and they are either isolated or exist in the form of interconnected networks, which often carry different fluids such as organic gas, air and water. The strength and stability of jointed rock media depend mainly on properties of the structural features and the characteristics of the permeating liquids. The role of water-gas permeability on the induced effective stresses is of paramount importance in various applications of mining, tunnelling and petroleum industry. In the case of fractured rock mass, hydraulic properties of joints as well as those of intact rock material must be investigated (eg. fractured sandstone and limestone). However, for low porosity rocks (eg. granite and shale), fluid flow will dominate through the interconnected fractures. Therefore, in hard rocks, the flow through the rock matrix is often insignificant compared to the flow through fractures. metrical and material properties of joints, groundwater conditions.
