Controversy: Mechanical fatigue or hardening of rocks after their excavation

  • W. C. Kowalski


It is pointed out that strength value of rock samples changes with time after sample excavation from a quarry. Three main stages of strength variability with time are distinguished: 1-the stage of hardening connected with increase in the compression strength; 2-stage of equilibrium of the antagonistic processes: hardening and mechanical fatigue; 3-stage of manifestation of mechanical fatigue. Mechanical fatigue is favorable to the manifestation latent weakness surface to new crack formation and at last to total disintegration in rock samples.


Fatigue Excavation Compression Strength Mechanical Fatigue Compression Strength Testing 

Controverse: Fatigue mécanique ou durcissement des roches après excavation


On a montré que la variabilité de la résistance des échantillons de roches varie avec le temps, après excavation. On a distingué trois phases principales de cette variabilité: 1-La phase de durcissement (avec accroissement de la résistance à la compression). 2-La phase d'équilibre des processus opposés: le durcissement et la fatigue mécanique. 3-La phase où se manifeste la fatigue mécanique. La fatigue mécanique favorise la manifestation de surfaces d'affaiblissement latentes conduisant à la formation de nouvelles fissures et enfin à la destruction totale des échantillons de roches.


Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.


  1. CHARLES A., 1991: Rock Mechanics. Paris.Google Scholar
  2. DUNCAN N., 1969: Engineering geology and rock mechanics. London.Google Scholar
  3. FORTUNAT W., 1962: Results of Research on Straining and Unstraining of marble from Debnik Quarry. (In Polish: Wyniki badan nad spreżaniem i odpreżaniem sie: marmury Debnika). Kwart. Geol. nr. 4, pp. 526–538, Warszawa.Google Scholar
  4. FORTUNAT W., 1972: Technical properties of rocks considering their changes in course of stress-release process and after backing (In Polish: Właściwości techniczne skał, z uwzglednieniem ich zmienności w procesie odpreżania sie oraz po wypaleniu). Biul. I.G. nr. 234, pp. 1–92. Warszawa.Google Scholar
  5. JEAGER C., 1979. Rock mechanics and engineering, Cambr. Univ. Press., Cambridge.CrossRefGoogle Scholar
  6. KIESLINGER F., 1956: Geologie und Bauwesen 24 Jahrg. nr. 2, pp. 96–111. Wien.Google Scholar
  7. KIESLINGER A., 1960: Residual stress and relaxation in rocks. Int. Geol. Congress 21st Session.Google Scholar
  8. KOWALSKI W.C., 1961: Engineering-geological characteristics of the Senonian rocks occuring in the gorge valley of the Middle Vistula river. (In Polish: Wytrzymałość na ściskanie budowlanych skał senońskich przełomowego odcinka Wisły Srodkowej na tle ich litologii). Biul. Geol. Un. Warsz. t. 1, cz. 2, pp. 1–113, 149. Warszawa.Google Scholar
  9. KOWALSKI W.C., 1966: Strength anisotropy and softening of Senonian rocks in the gorge of the Middle Sector of the river Vistula (Central Poland). (In Polish: Anizotropia wytrzymałości i miekniecie skał senońskich przełomowego odcinka Wisły Środkowej). Biul. I. Geol. nr. 190, pp. 1–137. Warszawa.Google Scholar
  10. KOWALSKI W.C., 1975: L'influence des variations de teneur en eau sur la résistance mécanique et la déformation des roches dans la zone d'altération. Bull. IAEG Vol. 12, pp. 37–34, Paris. (In Polish: Zróżnicowanie wytrzymałościowe skał w strefie wietrzenia na skutek miekniecia i skurczu, w: Aktualne problemy geologii inżynierskiej, pp. 85–100, Wyd. Geol., Warszawa).Google Scholar
  11. KOWALSKI W.C., 1992: Atmospheric pressure changes as a factor of strength fatigue and weathering. (In Polish: Zmiany ciśnienia atmosferycznego jako czynnik zmeczenia i wietrzenia skał). Przegl. Geofiz., nr. 3–4, pp. 139–148. Warszawa.Google Scholar
  12. MÜLLER L., 1963: Die technische Eigenschaften des Gebirges. Bauztg. 81, 125–133.Google Scholar
  13. OBERT L., DUVALL J., 1967: Rock mechanics and the Design of Structures in Rock. New York.Google Scholar
  14. TALOBRE J., 1957: La mécanique des roches. Paris.Google Scholar
  15. THIEL K., 1989: Rock mechanics in hydroengineering. PWN, Warszawa.Google Scholar

Copyright information

© International Association of Engineering Geology 1994

Authors and Affiliations

  • W. C. Kowalski
    • 1
  1. 1.Instytut Hydrogeologii i Geologii Inzynierskiej Universytetu WarszawskiegoWarszawaPoland

Personalised recommendations