Some Problems on Failure of Rock Masses

Summary

Some Problems on Failure of Rock Masses. After emphasizing the difference between joints and faults, from the standpoint of mechanical behaviour in rock masses, the author presents ideas on how to account for the effect of joints on their shear strength. The rock mass is considered as a set of blocks defined by its geometrical parameters, and by the shearing properties of the material of the blocks and their boundary surfaces. The author presents values of these properties and discusses the conditions in which low-strength fillings of joints and faults actually contribute towards reducing shear strength in rock masses.

The concept of the factor of safety to be adopted in failure studies of rock masses is also discussed in the paper. Attention is drawn to the fact that the concept usually followed is unsuited to those problems in which the forces applied to the rock mass must, by their very nature, be considered constant and it is suggested that, in such cases, the factor of safety be defined with respect to the degree of weakening of the property of the rock mass that will bring about failure. After emphasizing that less correct statements about the factor of safety of rock masses are very often presented, the author discusses the criteria to be followed to ascribe values to these factors and presents recommended figures.

Zusammenfassung

Einige Probleme betreffend Brucherscheinungen in Gebirgen. Der Unterschied zwischen Kluft und Verwerfung, vom mechanischen Verhalten des Gebirges aus gesehen, wird hervorgehoben und Vorschläge gemacht, wie der Einfluß der Klüfte auf die Scherfestigkeit berücksichtigt werden könnte. Demnach wird das Gebirge einer Blockgruppe angeglichen, welche durch geometrische Parameter und durch die Schubeigenschaften des Blockmaterials und der begrenzenden Flächen definiert wird. Es werden Werte bezüglich dieser Eigenschaften angegeben. Die Bedingungen, unter welchen die Kluft- und Verwerfungsfüllungen schwachen Widerstandes tatsächlich für die Schubwiderstandsminderung beitragen, werden erörtert.

Der Verfasser behandelt auch bei dieser Arbeit den Begriff des bei den Bruchuntersuchungen des Gebirges anzuwendenden Sicherheitsgrades. Es wird betont, daß der übliche Begriff sich nicht denjenigen Problemen anpaßt, bei denen die angreifendem Kräfte. ihrer physischen Natur wegen, als konstant angesehen werden müssen, und es wird vorgeschlagen. daß bei solchen Fällen die Definition des Sicherheitsgrades auf der Berücksichtigung der Schwächung derjenigen Gebirgseigenschaften, die den Bruch hervorriefen, fußt.

Nachdem hervorgehoben wird, daß öfters nicht ganz einwandfreie Behauptungen über die Sicherheitsgrade der Gebirge gemacht werden, wird das Problem der Kriterien bezüglich der Bewertung dieser Sicherheitsgrade diskutiert. Es werden einige für ratsam gehaltene Werte vorgeschlagen.

Résumé

Quelques problèmes concernant la rupture des massifs rocheux. Apres avoir souligné la différence entre les joints et les failles en ce qui concerne le comportement mécanique des massifs rocheux, l’auteur indique comment tenir compte des joints par leur résistance au cisaillement. Dans cette conception le massif rocheux est assimilé à un assemblage de blocs défini par ses paramètres géométriques et par les propriétés de cisaillement du matériau des blocs et des surfaces qui les limitent. L’auteur donne des valeurs de ces propriétés et discute dans quelles conditions les remplissages à faible résistance des joints et des failles contribuent effectivement à diminuer la résistance au cisaillement du massif rocheux.

On discute aussi dans cet article la notion de coefficient de sécurité à adopter dans les études de rupture des massifs rocheux. On attire l’attention sur le fait que la notion habituelle ne convient pas aux problèmes dans lesquels les forces appliquées au massif rocheux doivent être, par leur nature physique, considérées comme constantes. On suggère de définir dans de tels cas le coefficient de sécurité d’après l’affaiblissement de la propriété du massif rocheux qui amènera la rupture. Après avoir souligné que l’on présente très souvent des conceptions moins correctes sur le coefficient de sécurité des massifs rocheux, l’auteur discute les critères à adopter pour fixer les valeurs de ces coefficients et en recommande quelques valeurs.