In this paper, the authors present a general multiaxial criterion for isotropic materials that can be used to describe the onset of microcracking (or damage initial threshold - DIT) and the short term failure (STF) strength of rocks and rock masses. The formulation of this unified criterion takes into account the structural state of the material through a continuity parameter Ґ which is inspired by the Kachonov-Rabotnov approach used in continuum damage mechanics. The application of the criterion implies the determination of four distinct, independent and easy to obtain parameters for the intact rock, and of parameter Ґ which is related to defect characteristics such as pores in weak rocks or discontinuities in jointed rock masses. In the latter case, the continuity parameter can be expressed as a function of geomechanical classifications (RMR, Q). After presenting the general equations for the criterion, its application is shown using test results on samples of hard and soft rocks, for both short term and long term strengths while taking into account the influence of time. The specific effects related to the Ґ parameter are also shown.
Dans cet article, les auteurs presentent un critere multiaxial general pour materiaux isotropes, qui peut être utilise pour decrire l'amorce de la microfissuration (ou le seuil d'endommagement - DIT) et la resistance à court terme (STF) des roches et des massifs rocheux, La formulation de ce critere unifie tient compte de l'etat de la structure du materiau par le biais d'un parametre de continuite Ґ qui s'inspire de l'approche de Kachonov-Rabotnov utilisee en mecanique de l'endommagement. L'application du critère implique la determination de quatre paramètres distincts, independants et faciles à obtenir pour la roche intacte, et d'un paramètre Ґ qui peut être relie aux caracteristiques des defauts structuraux tels que les pores dans les roches tendres ou les discontinuites geologiques dans les massifs rocheux fractures. Dans ce dernier cas, le paramètre de continuite peut s'exprimer en fonction de classifications geomecaniques (RMR, Q). Après avoir presente les equations generales du critère, son application est illustree à l'aide de resultants experimentaux obtenus sur des roches dures et tendres, pour les conditions à court terme (STF) et à long terme (DIT), en tenant compte des effets du temps. Les effets specifiques relies au paramètre Ґ sont aussi montres.
In. diesem Artikel prasentieren die Autoren ein allgemeines multiaxiales Kriterium fuer isotrope Materialien, das benutzt sein kann, um den Anfang der Mikroritze (oder die Schuelle der Besehadigung - DIT) und den kurzfristigen (STF) Widerstand von den Felsgesteinen und den Felsmassiven zu beschreiben. Die Formulierung von diesem vereinigten Kennzeichen beruecksichtigt den Strukturzustand vom Material durch einen Kontinuitat-Parameter Ґ, der sich von der Kachonov-Rabotnov Theorie beiinfluβt. Sie ist in Schadigungsmechanik benutzt. Die Anwendung des Kriterien impliziert die Bestimmung von vier verschiedenen unabhàngigen und leight zu erhalten Parameter fuer das intakte Gestein und vom Parameter Ґ, der mit den Charakteristiken von Strukturalen Fehler wie die Poren in weichen Gesteinen und die geologische Unstctigkeiten in gegliederten Felsmassivenverbindet sein kann. In diesem letzten Fall kann der Kontinuitat-Parameter sich gemaβ den geomechanischen Klassifikationen (RMR, Q). Nach den generalen Gleichungen von dem Kriterium gezeigt haben, ist ihre Anwendung mit Hilfe von experimentellen Resultaten bekommend auf harten und weichen Gesteinen fuer den Verhaltnissen kurzfristig (STF) und langfristig (DIT) illustriert, indem die Effekte der Zeit beruecksichtigt, Die spezifischenEffekte, die mit dem Paramter Ґ verbunden sind, sinel auch gezeigt.
Proper assessment of the strength of rock and rock mass is a key element to stability analyses of engineering structures. But because failure is influenced by so many factors, such as scale, stress path and load geometry, time and rate effects, and characteristics of existing defects (from microcracks and pores to joint sets and faults), defining appropriate strength conditions can become quite a challenge. Even the apparently simple task of describing the complete failure surface for rock samples submitted to various testing conditions in the laboratory raises some non-trivial difficulties, as shown by the numerous investigations conducted on the subject over the years (e.g. reviews by Paterson 1978; Jaeger and Cook 1979; Franklin & Dusseault 1989; Lade 1993; Andreev 1995; Sheorey 1997). Nevertheless, engineers and scientists have used the available information to develop a number of mathematical criteria and constitutive equations to describe and predict how rock materials react to mechanical loading (e.g. Desai & Salami 1987; Charlez 1991; Aubertin et al. 1994, 1995, 1998; Cristescu & Hunsche 1997). However, even the most elaborate constitutive models are bounded by limiting conditions such as the short term and long term failure strength of rock materials.
