Many of sedimentary and metamorphic rocks are considered as the orthotropic elastic body, which has nine elastic constants.
In order to apply to the determination of these nine elastic constants, a testing method of torsion of rock substance is developed. The test piece used for the torsion test is prepared as follows :
A boring core of rock specimen is glued to the steel and pieces by means of an alignment jig. After drying out the adhesive, the section of rock specimen is reduced and aligned over three quaters of its length using with the grinding lathe.
The angle of torsion is measured by a double mirror double reflecting optical lever, the advantage or which is the insensitivity to the rotation of the test piece.
The torsion test as well as the uniaxial tension and compression test is performed. In the uniaxial tests, the longitudinal and lateral strains are measured with the electric resistance wire strain gauge.
Based on the results of these measurements, the nine elastic constants of a sample rock are determined.
It is well known that many of the sedimentary and metamorphic rock are the anisotropic body. However, many of the present approach to the problem on rock mechanics postulate the isotropicity of the rock substance. This present state may be caused from in part the complexity of the theory of anisotropic elasticity and in part the defect of the observed data of elastic constants of the anisotropic rock substance.
In the most general case, the anisotropic elastic body has 21 independent elastic constants. Even if we postulate the orthotropic elastic body, there are nine independent elastic constants to be determined. This may by one of the reason that we can find few measurements of the elastic constants of the anisotropic rock.
Rodorigues [1] reported the determination of »the ellipsoid of Young's modulus« of some granites from the stress-strain relation of the uniaxial compression test, but did not discuss other elastic constants. There are a few papers [2, 3] dealing with the determination of the dynamic elastic constants of the orthotropic rock, by the measurement of the velocity of longitudinal and transverse elastic waves. These dynamic • methods need a complicated calculation to obtain the elastic constants, that are the dynamic one and would be different from the static one.
Plusieurs des roches sédimentaires et métamorphiques sont regardentes comme les matériaux d’élasticité orthotropique, qui ont neuf constantes d’élasticité. Notre méthode d’essai de torsion a été exploitée, pour déterminer les neuf constantes d’élasticité des roches. C’est la suivante.
La carotte des roches est collée au bout du morceau d’acier à l’aide de l’instrument d’aligner. D’adhésif ayant été séché, cette éprouvette est réduite et alignée à trois quatrième dans son longeour par le tour à polir. Les angles de torsion sont mesurés par un levier optique avec doubles miroirs, qui a le mérite d’être insensible à les rotations des éprouvettes.
Les essais de torsion, tension simple et compression simple sur les éprouvettes des roches sont réalisés. Les déformations longitudinale et transverse sont mesurées par la jauge à fil résistant, pendent l’essais de tension et compression simple. Les constantes d’élasticité des roches sont déterminées, par les résultats des essais.
Meist vom Sedimentgesteinen und metamorphischen Gesteinen könnte als den orthotropischen elastischen Stoff, der hat neun elastischen Konstanten, betrachtet sein. Um zu ermitteln die Werten dieser neun Konstanten, wird ein Verfahren der Verdrehungsversuchen entwickelt.
Der Bohrkern wird an den stählernen Endstücken mittels einer Ausrichtungsvorrichtungen geklebt. Nach der Verrocknungen des Haftmittel, die Schnittflache des Prüfstücke wird über drei Viertelen seiner Längen mittels eines Drehseibank reduziert und ausrichtet.
Die Verdrehungswinkel wird mit dem zwei Spiegel doppelt reflektierende optischen Zeigeren gemessen, dessen Besonderheit befindet in die Unempfindlichkeit zu der Rotationen der Proben.
Sowohl die Verdrehungsversuche als auch die einachsigen Zug- und Druckversuche werden durchgeführt Bei der Durchführungen der einachsigen Versuchen, die Längs- und Querverformungen werden mit die elektrischen Dehnungsmesstreifen gemessen.
Aus den Ergebnisse der Messungen, sind die neun elastischen Konstanten des Gesteinen Bestimmt.
