Model Experiments on Pressure Distribution in Some Cases of a Discontinuum

Summary

Model Tests on Stress Distribution in Some Cases of a Discontinuum. Only a very small number of tests concerning the behaviour of a rock mass under load have as yet been carried out systematically. In an effort to arrive at a better understanding of the behaviour of a rock mass under these conditions, model tests have been carried out to determine stress and strain distribution.

The programme of the proposed tests, now in progress, is one of wide scope. A few results, however, have already been made available and have proved most illuminating. To start with, the tests were made with models of simulated rock mass and stratification in relief intersected with vertically orientated systems of fissures.

The results obtained so far demonstrate that — the structure of the discontinuum being equal — stress distribution is influenced to a very great extent by the primary state of stress in which the rock mass happens to be. In addition, it has been shown that rigidity of structure or compressibility of rock mass also plays a certain role.

The nature of rupture is altogether different where granular material is involved. On this point there is no reasoning by analogy or drawing of comparisons. When progressing in a discontinuum, both rupture and its nature and the critical bearing capacity — all are governed by a large number of factors.

Hence the necessity for any mountain mass to be dealt with and examined as a separate problem together with all the factors affecting stress distribution and critical bearing capacity.

Zusammenfassung

Modellversuche über die Spannungsverteilung für einige Fälle des Gebirgskontinuums. Es gibt augenblicklich nur sehr wenige systematisch durchgeführte Untersuchungen der Felsmasse hinsichtlich ihres Verhaltens unter der Wirkung der Belastung. Mit der Absicht, eine bessere Kenntnis ihres Verhaltens unter solchen Bedingungen zu erzielen, werden Untersuchungen hinsichtlich der Spannungsverteilung und der Deformationen in einer Felsmasse bestimmter Kluftstruktur und Schichtung durchgeführt. Die Art des Bruches und das Tragvermögen wurden ebenfalls untersucht.

Es ist ein ziemlich umfangreiches Untersuchungsprogramm vorgesehen. Die Untersuchungen sind im Gange. Schon jetzt ist es jedoch möglich, Teilergebnisse bekanntzugeben, die sehr aufschlußreich sind. Die Untersuchungen begannen an nachgebildeten Gebirgsmodellen ausgeprägter Schichtung mit senkrechten Kluftsystemen.

Die bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, daß die primären Spannungszustände der Gebirgsmasse sehr großen Einfluß auf die Spannungsverteilung haben. Desgleichen spielen auch die Steifigkeit der Konstruktion und die Verformbarkeit der Gebirgsmasse, die Beschaffenheit der Klüfte und deren Füllungsmaterial eine sehr große Rolle.

Seiner Natur nach ist der Bruch im Gebirge ganz verschieden von dem in gekörnten Materialien. In diesem Sinne können keine Vergleiche und Analogien erfolgen. Der Bruch im Diskontinum ist progressiv, seine Art und die Größe der kritischen Kraft hängen von vielen Parametern ab.

Aus diesem Grund drängt sich die Notwendigkeit auf, jedes Gebirge als gesondertes Problem zu behandeln und zu untersuchen. Dabei sollen alle Faktoren berücksichtigt werden, die von Einfluß sowohl auf die Spannungsverteilung als auch auf die maßgebende kritische Bruchkraft sein können.

Résumé

Etude sur modèle de la distribution des contraintes pour quelques cas de milieu discontinu. Il n’existe encore que très peu d’études systématiques sur le comportement des massifs rocheux sous l’action des charges. Pour en obtenir une meilleure connaissance, on a entrepris des recherches aussi bien sur la répartition des contraintes et des déformations dans un massif rocheux défini par sa structure (joints de stratification et diaclases), que sur la détermination du type de rupture et de la force portante.

Les essais en cours comportent un programme assez important. Dès maintenant, on peut en extraire quelques indications significatives. Les essais ont porté d’abord sur des modèles de massifs rocheux bien stratifiés horizontalement et recoupés par des réseaux de joints verticaux.

Les résultats actuels montrent que l’état initial des contraintes dans le massif a une très grande influence sur la distribution des contraintes nouvelles. De même la rigidité relative du barrage et du massif de fondation, la nature des joints et les propriétés de leurs matériaux de remplissage jouent un très grand rôle.

La rupture de ce matériau est tout à fait différente de celle des sols. Aucune comparaison ni analogie ne peut être retenue. La rupture du milieu discontinu est progressive, sa nature et la grandeur de la force critique dépendent de nombreux paramètres.

Il faut donc étudier chaque massif rocheux comme un problème particulier en tenant compte de tous les facteurs qui peuvent avoir une influence tant sur la distribution des contraintes que sur la force critique conduisant à la rupture.