Accounting for lode angle in the failure criterion of rocks

• Autorzy: Skłodowski M.

Warianty tytułu

PL

Uwzględnienie kąta Lodego w warunku zniszczenia skał

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents general hypothesis of the relationship between the strength of rocks and the third invariant of the stress tensor deviator at failure. It has been assumed that the normal and tangential stressesacting on the strictly determined planes defined by the directional cosines depending on the three invariants of the stress state should be taken into account in the calculation of the rock strength. The hypothesis is the extension of the former Burzyński's work. Geometrical interpretation of the hypothesis has been given and its verification for Sandstone and Dunham Dolomite, on the basis of experimental data known from the relevant literature, has been presented.

PL

Artykuł przedstawia ogólną hipotezę związku pomiędzy wytrzymałością skał, a trzecim niezmiennikiem dewiatora tensora naprężenia. Założono, że przy obliczeniach wytrzymałości skał należy wziąć pod uwagę naprężenia normalne i styczne działające na ściśle określonych płaszczyznach zdefiniowanych przez cosinusy kierunkowe zależne od trzech niezmienników stanu naprężenia. Hipoteza stanowi rozwinięcie wcześniejszych prac Burzyńskiego. Podano interpretację geometryczną hipotezy oraz jej weryfikację dla Piaskowca i Dunham Dolomite na podstawie danych eksperymentalnych z literatury.

Słowa kluczowe

EN

rock strength; failure hypothesis; characteristic planes

PL

wytrzymałość skał; hipoteza zniszczenia; płaszczyzny charakterystyczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, no 4
• Strony: 585--600
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Skłodowski M.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

Bibliografia

• Akai K., Mori H., 1970. Ein Versuch uber Bruchmechanismus von Sandstein unter mehrachsigem Spannungszustand. Proc. 2nd Congr. ISRM, Beograd, Vol. 2, pp. 207-213.
• Bishop A.W., 1966. The strength of solids as engineering materials. Geotechn., Vol. 16, No 2, pp. 91-103.
• Burzyński W., 1928. Studjum nad Hipotezami Wytężenia (Study on Material Effort Hypotheses), Nakładem Akademii Nauk Technicznych (issued by the Academy of Technical Sciences), Lwów, Jan. 7, 1-192 (in Polish); partly republished in English: Selected Passages from Włodzimierz Burzyński's Doctoral Dissertation "Study on Material Effort Hypotheses", Engng Trans., 57, 3-4, 185-215, (2009).
• Burzyński W., 1929. Über die Anstrengungshypothesen, Schweizerische Bauzeitung, 94, 21, pp. 259-262.
• Burzyński W., 1929a. Teoretyczne podstawy hipotez wytężenia (Theoretical foundations of the hypotheses of material effort). Czasopismo Techniczne, 47, 1-41, Lwów, (in Polish); republished in English: Theoretical foundations of the hypotheses of material effort. Włodzimierz Burzyński (1900-1970), Engineering Transactions, 56, 189-225, (2008).
• Jaeger J.C., Cook N.G.W., 1976. Fundamentals of rock mechanics. 2nd ed., Chapman & Hall, London.
• Mogi K., 1967. Effect of the intermediate principal stress on rock failure. J. Geophys. Res., 72, 20, pp. 5117-5131.
• Murrell S.A.F., 1963. A criterion for brittle fracture of rocks and concrete under triaxial stress and the effect of pore pressure on the criterion, in: Proc. 5th Rock. Mech. Symp., Univ. of Minnesota, C. Fairhurst (ed.), Oxford, Pergamon, pp. 563-577.
• Paterson M.S., 1978. Experimental rock deformation - the brittle field. in: Minerals and Rock, 13, Springer-Verlag.
• Schleicher F., 1926. Der Spannungszustand an der Fliessgrenze (Plastizitätsbedingung), ZAMM, 6, 3, pp. 199-216.
• Cieślik J., 2007. Results of triaxial compression tests on LGOM sandstone and dolomite in the context of the elasticplastic constitutive model selection. Arch. Min. Sci., Vol. 52, No 3, p. 437-451.
• Łukaszewski P., 2007. Deformational properties of Flysh Sandstones under conventional triaxial compression condition. Arch. Min. Sci., Vol. 52, No 3, p. 371-385.
• Kwaśniewski M., 2007. Mechanical behaviour of rocks under true triaxial compression conditions - volumetric strain and dilatancy. Arch. Min. Sci., Vol. 52, No 3, p. 409-435.
• Lis J., Kijewski P., 2007. Methodology of testing the strength and deformational properties of rocks from LGOM mines under triaxial stress conditions. Arch. Min. Sci., Vol. 52, No 3, p. 331-354.
• Ostrowska-Maciejewska J., Pęcherski R.B., Szeptyński P., 2011. Limit condition for anisotropic materials with asymmetric elastic range. Engineering Transactions - submitted for publication.
• Pęcherski R.B., Szeptyński P., Nowak M., 2011. An extension of Burzyński hypothesis of material effort accounting for the third invariant of stress tensor. Archives of Metallurgy and Materials, 56, 503-508, 2011.
• Nowak M., Ostrowska-Maciejewska J., Pęcherski R.B., Szeptyński P., 2011. Yield criterion accounting for the third invariant of stress tensor dewiator. Part. I. Proposition of the yield criterion based on the concept of influence functions. Engineering Transactions - submitted for publication.