Deformacje i pękanie skał w warunkach laboratoryjnych

• Autorzy: Gustkiewicz J. , Nowakowski A.

Warianty tytułu

EN

Rock deformation and crackingt in laboratory conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Laboratoryjne badania właściwości mechanicznych od lat pozostają jednym z podstawowych źródeł informacji o sposobach zachowania się skał pod obciążeniem. Badania laboratoryjne pozwalają na osiągnięcie powtarzalności w odniesieniu do takich warunków eksperymentu jak: sposób przygotowania próbki, zastosowane urządzenie badawcze, sposób zadawania obciążenia czy metody pomiaru mierzonych wielkości fizycznych. Generalnie przyjąć trzeba, że przy ustalaniu warunków, w jakich wykonuje się tego typu badania dąży się do odtworzenia w laboratorium warunków, w jakich skała znajduje się w stanie naturalnym, a następnie poszukuje praw rządzących zachowaniem materii skalnej w takich warunkach. W przypadku Pracowni Odkształceń Skał IMG PAN sformułowanie „laboratoryjne badania wła¬ściwości mechanicznych skał" obejmuje szeroki zakres eksperymentów laboratoryjnych, zarówno niszczących jak i nieniszczących. Podstawowymi eksperymentami wykonywanymi w Pracowni są testy jedno- i trójosiowego ściskania uzupełniane w miarę potrzeb i możliwości eksperymentami innych typów, wykonywanymi zarówno w IMG PAN, jak i, w ramach współpracy, w laboratoriach innych ośrodków naukowych krajowych lub zagranicznych (np. Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie, Instytutu Geoniki Akademii Nauk Republiki Czeskiej w Ostrawie czy Laboratorium Geofizyki Wnętrza Ziemi i Tektonofizyki CNRS w Grenoble). Początki laboratoryjnych badań deformacji ośrodka zwięzłego w Zakładzie Mechaniki Górotworu (ZMG) związane są nie z badaniami skał, lecz eksperymentami na ośrodku sypkim. W drugiej połowie lat 60-tych rozpoczęto w ZMG badania, które miały odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób zmierzona wartość odkształcenia zależy od miejsca jego pomiaru oraz długości bazy pomiarowej. Eksperymenty te, nazwane pomiarami fluktuacji odkształceń, miały umożliwić studia nad losowym charakterem odkształceń będącym konsekwencją losowego charakteru budowy ośrodka. Efektem były publikacje Kuśmierczyk i Żurawskiej (1970), Kleina i Kuśmierczyk (1972a, 1972b) oraz Kleina (1973a, 1973b), zaś uwieńczeniem tej serii badań była, obroniona (w 1973 r.) przez mgr inż. Gintera Kleina, praca doktorska, którą opublikowano w roku 1975 (Klein 1975). Podczas badań fluktuacji odkształceń próbek skalnych analizowano odchylenie standardowe fluktuacji, które wyrażano jako eksperymentalną funkcję długości czujnika i odkształcenia średniego próbki. To z kolei pozwoliło na określenie liniowego wymiaru objętości reprezentatywnej próbki. Całość tej problematyki zawarto w pracach Gustkiewicza (1975c, 1985a, 1985b) oraz Gustkiewicza i Kleina (1975). W 1976 r. rozpoczęto w Pracowni poszukiwania aparatury pozwalającej na badanie próbek w warunkach, w jakich element skały znajduje się na określonej głębokości. Uznano, że najlepiej do tego celu nadawać się będzie komora typu Karmana, w której cylindryczna próbka ściskana z zewnątrz ciśnieniem hydrostatycznym (zwanym ciśnieniem okólnym) jednocześnie może być ściskana tłokiem prasy w kierunku osi. W celu skonstruowania takiego urządzenia nawiązano kontakt z Ośrodkiem Badawczo-Rozwojowym Techniki Wysokich Ciśnień UNIPRESS PAN, mieszczącym się w Celestynowie k. Otwocka. Prace nad urządzeniem, które otrzymało nazwę GTA-10, zostały zakończone wykonaniem w pełni sprawnego prototypu w 1978 r., oraz patentem (Wysocki i in. 1983) w roku 1983. Urządzenie pozwalało na badanie cylindrycznych próbek skalnych dla ciśnień okólnych i porowych do 400 MPa. Maksymalna siła nacisku osiowego wynosiła 1500 kN. Przewidziano możliwość podgrzewania próbki w komorze do 450 K. Zasadę funkcjonowania urządzenia oraz pierwsze wyniki na nim uzyskane przedstawili Długosz i in. (1981a, 1981b). Obecny wygląd urządzenia GTA-10 przedstawia rys. 1. Zakres badań prowadzonych z wykorzystaniem urządzenia GTA-10 był i pozostaje bardzo szeroki. Studiowano wpływ ciśnień okólnego i porowego na granicę wytrzymałości skały i odpowiadające jej odkształcenie oraz moduł Younga i współczynnik Poissona, analizowano zmiany objętości skały pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego i ich konsekwencje dla jej właściwości mechanicznych, studiowano zmiany tych właściwości w wyniku oddziaływania sorbujących i niesorbujących płynów porowych. Możliwości badawcze w tym zakresie z pewnością nie zostały wyczerpane, a badania są kontynuowane. Badania zależności między odkształceniem podłużnym i poprzecznym próbki na granicy wytrzymałości a zastosowanym ciśnieniem okólnym doprowadziły do ustalenia własnego kryterium wyznaczającego dwie wartości charakterystyczne ciśnienia okólnego: ciśnienia przejścia między kruchym pękaniem a ciągliwym płynięciem skały oraz ciśnienia wejścia skały w stan pełnej ciągliwości (Gustkiewicz 1985c). Prowadzone następnie badania skał w trójosiowym stanie naprężenia w obecności niesorbujących (nafta, N2) i sorbujących (H2O, CO2) płynów porowych pod ciśnieniem dostarczyły informacji o związku miedzy ciśnieniem efektywnym a sposobem zachowania się skały po przekroczeniu granicy wytrzymałości (kruche, ciągliwe). Pozwoliły także określić zmiany ilościowe granicy wytrzymałości i innych stałych materiałowych w zależności od rodzaju użytego płynu porowego (Gustkiewicz 1985d, 1990). Szczególnym przypadkiem trójosiowych testów wytrzymałościowych były badania ściśliwości polegające na pomiarze i rejestracji zmian objętości próbki skalnej w zależności od ciśnienia hydrostatycznego. Badania te pozwoliły uzyskać interesujące informacjena temat zachowania szkieletu i przestrzeni porowej skały w warunkach wysokiego ciśnienia. Na tej podstawie zdefiniowano na krzywej ściśliwości pewne punkty charakterystyczne (ciśnienie zamykające spękania, ciśnienie konsolidacji), w których kończą się lub rozpoczynają znaczące zmiany w strukturze skały (por. Gustkiewicz 1989a). W grudniu 1993 r. wyposażenie Pracowni uległo istotnemu wzbogaceniu gdyż w laboratorium została zainstalowana sztywna maszyna wytrzymałościowa INSTRON 8500 Rock Testing System (rys. 2). Urządzenie to zostało wykonane przez firmę INSTRON z uwzględnieniem sugestii zgłaszanych przez IMG PAN w taki sposób, aby spełniać warunki niezbędne do badań materiałów kruchych (skały). Zapewniona została duża sztywność ramy prasy (10 MN x mm-1), oraz siła nacisku (5000 kN) umożliwiająca przekroczenie granicy wytrzymałości dla próbek o dużych wymiarach. Cyfrowy układ sterowania z pętlą sprzężenia zwrotnego (tzw.feedback loop control system) pozwalał na wykonywanie eksperymentów ze stałą prędkością narastania siły, deformacji podłużnej lub też deformacji obwodowej badanej próbki. Badania prowadzone na prasie INSTRON skoncentrowały się na analizie pełnych krzywych naprężenie-odkształcenie ze szczególnym uwzględnieniem ich części pozniszczeniowej. Wyniki tych badań (Nowakowski i Walaszczyk 1999) zostały następnie wykorzystane do matematycznego modelowania filarowo-komorowego systemu eksploatacji górniczej, co było przedmiotem obronionej w 1999r. pracy doktorskiej mgr inż. Andrzeja Nowakowskiego. Zasadnicze tezy tej pracy zostały następnie opublikowane przez Nowakowskiego i Walaszczyka (2000, 2001). Następnie zajęto się analizą wpływu pewnych warunków, w jakich wykonywany jest test jednoosiowego ściskania, na kształt pokrytycznej części charakterystyki opisującej zależności między naprężeniem w próbce a jej odkształceniem podłużnym. Powstała w wyniku tych prac publikacja Kortasa i Nowakowskiego (2002) była próbą wyjaśnienia sygnalizowanych już przez Wawersika (1968) zjawisk, zachodzących podczas testu jednoosiowego ściskania. Pełne zestawienie najważniejszych osiągnięć Pracowni w dziedzinie laboratoryjnych badań procesów deformacji i pękania skał wygląda następująco: Techniki pomiaru odkształceń i metodyka badań: -opracowano metodę kontroli równomierności obciążania próbki w teście jednoosiowego ściskania poprzez wyznaczanie momentu zginającego próbkę jako funkcji obciążania; znaleziono warunki zamocowania próbki w prasie zapewniające minimalizację momentu zginającego; -przeanalizowano zależność między kształtem pokrytycznej części uzyskiwanej w teście jedno¬ osiowego ściskania krzywej naprężenie - odkształcenie a wymiarami próbki (smukłość) i sposobem jej zamocowania w prasie (siła tarcia między podstawami próbki a płytami prasy); -opracowano metodę stosowania tensometrów oporowych na próbkach skał poddawanych ciśnieniu hydrostatycznemu do 400 MPa; -opracowano i opatentowano metodę pomiaru deformacji poprzecznych i podłużnych próbki przy pomocy czujników indukcyjnych pod ciśnieniem hydrostatycznym do 400 MPa; metoda może służyć do pomiaru deformacji sprężystych lub ciągliwych. Fluktuacje odkształceń: -opracowano techniki badania fluktuacji odkształceń jako funkcji losowej w ośrodku sypkim i na próbkach skał; -wyznaczono charakterystyki probabilistyczne fluktuacji, a w szczególności wyrażono odchylenie standardowe fluktuacji jako eksperymentalną funkcję odkształcenia średniego i długości bazy pomiarowej; funkcja ta może być podstawą wyznaczania reprezentatywnej długości bazy pomiarowej. Skały pod wysokim ciśnieniem - techniki badawcze i właściwości skał: -we współpracy z jednostkami spoza Instytutu zaprojektowano, wykonano i opatentowano pierwszą w kraju aparaturę do badania deformacji i pękania próbek skał nasyconych sorbującymi lub niesorbującymi płynami porowymi; ciśnienia okólne i porowe mogą osiągać 400 MPa, siła osiowa 1500 kN; -znaleziono eksperymentalne zależności między podłużnym i poprzecznym odkształceniem na granicy wytrzymałości a ciśnieniem okólnym; zdefiniowano ciśnienie przejścia między kruchym pękaniem a ciągliwym płynięciem oraz ciśnienie pełnej ciągliwości jako pewne punkty charakterystyczne na tych zależnościach; -wykazano na drodze eksperymentu, że przekroczenie przez ciśnienie okólne wartości ciśnienia zamykającego spękania lub ciśnienia konsolidacji może spowodować wzrost nachylenia krzywej zależności między granicą wytrzymałości a ciśnieniem okólnym (punkt umocnienia - rys. 14); -dokonano, na podstawie wyników własnych badań, synoptycznego opisu właściwości deformacyjnych i wytrzymałościowych badanych skał; pokazano związki miedzy ciśnieniem efektywnym a zmianami właściwości wytrzymałościowych i deformacyjnych skały; badania te wykonano dla sorbujących i niesorbujących płynów porowych z uwzględnieniem cieczy oraz gazów; -wykazano wpływ ciśnienia zasorbowanego CO2 na ciśnienia przejścia i pełnej ciągliwości węgla; -pokazano, jak ściśnięcie skały dostatecznie wysokim ciśnieniem hydrostatycznym zmienia jej właściwości; -dla próbki o stałych wymiarach i obciążonej stałą siłą początkową wykazano występowanie dwóch, przeciwstawnych zjawisk: wzrostu naprężeń w wyniku pęcznienia oraz relaksacji; -eksperymentalnie wykazano zależność między strukturą porów skał a działaniem ciśnienia porowego na granicę wytrzymałości i odpowiadające jej odkształcenie w warunkach klasycznego trójosiowego stanu naprężenia.

EN

Laboratory testing of mechanical properties of materials are still the major source of information about the mechanical behaviour of rock under loading. Laboratory tests enable the repeatability of the testing process conditions in the context of preparation of samples, test equipment, the method of load application or the method of measuring of relevant physical quantities. It is generally assumed that the laboratory conditions ought to reproduce as closely as possible the real life conditions and the laws governing the rock mass behaviour under those particular conditions can be then sought. In the Laboratory of Rock Deformations of the Strata Mechanics Research Institute the expression "laboratory testing of mechanical behaviour of rocks" covers a wide range of laboratory experiments, both destructive and non-destructive. The fundamental tests involve uni- and three-axial compression test, supported by other tests when necessary. These tests are either performed at the Strata Mechanics Research Institute or in other research centres in Poland and abroad, as a part of cooperation programmes (AGH-UST, Cracow, Institute of Geonics of the Academy of Sciences in the Czech Republic, Ostrava, Laboratory of Geophysics of the Earth Interior and Tectonophysics CNRS, Grenoble). Laboratory tests of deformations of cohesive media in the Strata Mechanics Research Institute were at first performed not on rocks, but on loose media. In the late ,1960s the research programmes were undertaken to find an answer to the question how the measured deformation should be related to the actual spot the measurement was taken and the length of the base line. These experiments, known as measurement of strain fluctuations, were then utilised in the studies of the random character of deformations, being the consequence of the random character of the structure of the medium. Results were compiled in the papers by Kuśmierczyk and Żurawska (1970), Klein and Kuśmierczyk (1972a, 1972b) and Klein(973a, l973b). These studies were crowned witib the doctor's dissertation by Ginter Klein, published in 1975 (Klein1975). The standard deviation of fluctuations of rock mass deformations was expressed as the experimental function of the sensor length and the average deformation of the sample, yielding the linear dimension of the representative sample volume. These issues are covered in more detail in the work by Gustkiewicz (1975c, 1985a, 1985b) and Gustkiewicz et al. (1975). In 1976 the research work was focused on finding the measuring equipment to analyse rock samples in precisely those conditions which prevail at the given depth. The Karman chamber was found most adequate for that purpose. Inside the chamber a cylindrical samples is compressed by hydrostatic pressure (ambient pressure) from the outside, at the same time it might be also compressed in the axial direction with the use of a press piston. With an eye to engineer such a device, the cooperation began with the High Pressure Research Centre of the Polish Academy of Sciences in Celestynow, near Otwock. The research work on the device known as GTA-10 was crowned with success and a fully operative prototype was engineered in 1978 and then patented in 1983 (Wysocki and Gustkiewicz, 1983). The equipment enabled the testing of cylindrical rock samples in die ambient and porous pressure range up to 400 Mpa. The maximal force of axial load was 1500 kN. The sample could be heated up to 450K. The operating principles of this device and the first results are provided in the work by Dhigosz et al. (1981a, 1981b). The GTA-10 in its present-day form is shown in Fig 1. The scope of tests to be performed using the GTA-10 is very wide. The equipment was used to investigate the effects ofhydrostatic and porous pressure on the strength limit of rocks and corresponding values ofYoung modulus and Poisson ratio. The changes of rock volume due to hydrostatic pressure and their consequences for the mechanical properties of rocks were explored, too in the contacts with sorbing and non-sorbing liquids. The potentials for further research in that field are still wide and research work is now underway. The relationship between the longitudinal and lateral deformation of the sample at the strength limit and the applied pressure was explored and the criterion was established that determines the two characteristic pressures: transition pressure between brittle cracking and ductile flow and the pressure at which the rock becomes fully ductile (Gustkiewicz 1985c). Further tests performed on rocks in three-axial state of stress in the presence of non-sorbing (naphtha, N2) and sorbing (H2 O, CO2) pore liquids provided most valuable information about the relationship between the effective pressure and rock behaviour after the limit strength is exceeded (brittle, ductile). Furthermore, the changes in thelimit strength and other material constant were quantified, depending on the applied pore liquid (Gustkiewicz 1985d, 1990). A singular case of three-axial test is the compression test where the variations of rock sample volume depending on the hydrostatic pressure and measured and registered. These experiments provided vital information about the behaviour of the core and pore space in high pressure conditions. On that basis characteristic points were defined on the compressibility curve: limit pressure of cracking, consolidation pressure, which mark the beginnings or ends of major changes in the rock structure (Gustkiewicz, 1989a). In 1993 the Laboratory obtained new equipment: a testing machine INSTRON 8500 Rock Testing System (Fig 2). It was manufactured by INSTRON Company but tailored to the specific needs of the Strata Mechanics Research Institute. It met all the conditions requisite for testing brittle materials (rocks). The press frame has high rigidity (10 MN x 10-1) and the pressing force is considerable (5000 kN), hence the limit strength can be exceeded even in the case of large samples. A digital control system with the feedback loop configuration enabled us to gradually vary thepressing force and longitudinal or circumferential deformation during the experiment. Tests performed on the INSTRON machine supported the analysis of full stress-strain curves, with the special focus on post-destructive regions. The results of those experiments (Nowakowski, Walasz-czyk 1999) were further utilised in mathematical modelling of room and pillar mining, which was the subject matter of the doctor's dissertation presented in 1999 by Andrzej Nowakowski. The main theses of the dissertation were then published by Nowakowski and Walaszczyk (2000,2001). The impacts of uni-axial test conditions on the shape of post-critical section of the sample stress and longitudinal deformation were subjected to research investigation, too. In their work Kortas and Nowakowski (2002) made an attempt to explain the phenomena previously reported by Wawersik (1968), which were observed during the uni-axial compression tests. The full list of major achievements of the Laboratory: Methods of deformation measurements, testing methodology -control of uniform sample loading during the uni-axial compression test by determining the bending moment as the function of loading, such conditions of the sample mounting in the press are sought that the bending moment be minimised; -the relationship is investigated between the shape of the post-critical section of the stress-strain curve obtained from the uni-axial compression test and dimension (slenderness) of the sample and the way it is mounted in the press (friction force between the sample bases and press boards); -application of resistance strain gauges to the studies of rock samples subjected to hydrostatic pressures up to 400 MPa; -the patented method of measuring lateral and longitudinal deformations of a sample using induction sensors, under the hydrostatic pressure up to 400 MPa, the method might be applied in measurements of elastic or ductile deformations. Fluctuations of deformations -analysis of deformation fluctuations as a random function for the loose media and rock samples; -determining the probabilistic characteristics of fluctuations, particularly the standard deviation of fluctuations as an experimental function of the mean deviation and the length of the base line; the function might be further utilised to establish the effective length of the base line. Rocks under high pressures - research methods and rock properties -in cooperation with other research units, we designed, engineered and were granted the patent rights to the original equipment for testing deformations and cracking of rock samples saturated with sorbing and non-sorbing liquids, hydrostatic pressures up to 400 MPa, the axial force 1500 kN; -Relationships were found experimentally between relationship between the longitudinal and lateral deformation of the sample at the strength limit and the applied pressure; transition pressure between brittle cracking and ductile flow and the pressure at which the rock becomes fully ductile were defined as characteristic points on the curve; -It was shown experimentally that when the closing pressure for rock cracking or the consolidation pressure are exceeded, the inclination of the strength limit vs pressure curve might be enhanced (consolidation point); -The synoptic description of deformative and mechanical parameters of rocks was completed; -Relationships were highlighted between the effective pressure and the changes of mechanical properties of rocks; experiments were performed for sorbing and non-sorbing liquids, taking into account liquids and gases; -The impacts of the pressure of absorbed/adsorbed CO2 on its transition pressure and coal ductility were highlighted; -It was demonstrated that compressing rock samples under a sufficiently high pressure brings about a change in their properties; -In the case of a sample with fixed dimensions and loaded by a constant force two opposite effects are reported: stress increase due to swelling and relaxation; -The relationship between the pore structure and the effects of pore pressure on the limit strength and corresponding strains is shown experimentally in the conditions of three-axial state of stress.

Słowa kluczowe

PL

badania laboratoryjne; właściwości mechaniczne; techniki pomiarowe; fluktuacje odkształceń; jednoosiowe ściskanie; trójosiowe ściskanie; ściśliwość

EN

laboratory testing; mechanical properties; measurement techniques; strain fluctuations; uniaxial compression; triaxial compresion; compressibility

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 49, nr spec
• Strony: 8--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 79 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gustkiewicz J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

autor

Nowakowski A.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Brown E.T. (ed.), 1981: Suggested Methods for Determining the Uniaxial Compressive Strength and Deformability of Rock Materials. In: Rock Characterization, Testing and Monitoring; ISRM Suggested Methods. Pergamon Press, Oxford, United Kingdom.
• [2] Cierniak W., Kanciruk A.,Nurkowski J., 1992: Czujnik do pomiarów odkształceń poprzecznych. Pomiary, Automatyka, Kontrola, 5:107.
• [3] Cierniak W., Kanciruk A., Nurkowski J., 1993: Sposób i miernik do pomiaru zmian średnicy próbki materiału, zwłaszcza próbki cylindrycznej. Patent RP, 160769.
• [4] Cisłowski W., Gustkiewicz J., Pawłowski Z., Gutkiewicz P, 1983: Laboratoryjne pomiary prędkości i tłumienia fal ultradźwiękowych przy hydrostatycznym ściskaniu. W: Materiały XII Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących IPPT PAN - Rydzyna 4-7 czerwca 1983, s. 61-68, SIMP.
• [5] Cisłowski W., Gustkiewicz J., Pawłowski Z., Gutkiewicz P, 1984: Measuring of acoustic parameters of rocks subjected to hydrostatic pressure. In: Proc. of the 3rd European Conf. on Nondestructive Testing - October 15-18 1984, l,pp. 132-141, Florence.
• [6] Cyrul T., 1983: Badanie zachowania próbek skalnych poddanych jednoosiowemu ściskaniu w naturze. Przegląd Górniczy, t. 36, z. 6, s. 240-247.
• [7] Cyrul T., 1984: A large scale in situ compression test on 1.50 m coal cube. Proc. of Second Int. Conf. „Stability in Underground Mining“, Kentucky, pp. 171-188.
• [8] Cyrul T., 1986: Complex behaviour of a coal sample in a large scale in situ compression test. Int. J. Min. & Geol. Eng.,Vol. 4, pp. 257-271.
• [9] Czapliński A., Gustkiewicz J.,Hołda S., 1985: The behaviour of the Nowa Ruda sandstones under hydrostatic pressure, their porosity, thermal and sorptive properties. Archiwum Górnictwa, t. XXX, s. 373-389.
• [10] Czapliński A., Gustkiewicz J., Hołda S., 1986: An apparatus for investigation of changes of stresses and strains of rock samples under sorption. Archiwum Górnictwa, t. XXXI, s. 703-716.
• [11] Czapliński A., Gustkiewicz J., 1990: Sorpcyjne naprężenia i odkształcenia w węglu. W: Górotwór jako ośrodek wielofazowy. J. Litwiniszyn (red.), AGH, Kraków, s. 455-468.
• [12] Danek T., Konećny P, Kożuśnikova A., No wakowski A., 2001: Influence of temperaturę on permeability and stress-strain behaviour of granodiorite. Documenta Geonica, pp. 51-58.
• [13] Dombi J., 1979: Festigkeit und Festigkeitspriifung der Baustoffel. Druckfestigkeit. Zentrales Forschungs- und Projektierungsinstitut der Silikatindustrie. Mitteilungen. No. 19. SZIKKTI. Budapest.
• [14] Długosz M., Gustkiewicz J., Wysocki A., 198 la: Apparatus for investigation of rocks in a triaxial State of stress. Part I. Characteristics of the apparatus and of the investigation method. Archiwum Górnictwa, t. XXVI, z. l,s. 17-28.
• [15] Długosz M., Gustkiewicz J., Wysocki A., 198lb: Apparatus for investigation of rocks in a triaxial State of stress. Part II. Some investigation results concerning certain rocks. Archiwum Górnictwa, t. XXVI, z. 1, s. 29-41.
• [16] Fairhurst C.E., Hudson J.A., 1999: Draft ISRM suggested method for the complete stress-strain curve for intact rock in uniaxial compression. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., Vol. 36, No. 4, pp. 281-289.
• [17] Fabre D.,Gourri A., Gustkiewicz J., 1992: Influence de la porosite sur la deformabilite des calcaires. Collo- que Rene Houpert “Structure et comportement mecanique des geomateriaux”, pp. 37-45.
• [18] Fabre D., Gustkiewicz J.,Ortega-Garnica G., 1996: Proprietes mecaniques des gres sous fortes contraintes laterales. In: Resultats recents en mecanique des sols et des roches. XI Colloque Franco-Polonais en Mecanique des Sols et des Roches Appliquee, Gdańsk, 7-10 septembre 1996, Dembicki E. & Cichy W. & Bałachowski L. (eds), pp. 76-83.
• [19] Fabre D., Gustkiewicz J., 1998: Influence of rock porosity on the Biot’s coefficient. Proc. of the Biot Conf. on Poromech., Louvain-la-Neuve, 14-16 Sept. 1998, Thismus J.-F. et al. (eds), Balkema, Rotterdam, pp. 561-566.
• [20] Gustkiewicz J., 1975a: O zniekształceniach wyników testowania skał na jednoosiowe ściskanie. Archiwum Górnictwa, t. XX, z. 1, s. 18-39.
• [21] Gustkiewicz J., 1975b: Uniaxial Compression Testing of Elastic-Brittle Materials, the Bending Moment Being Considered. Bulletin de FAcademie Polonaise des Sciences. Serie des Sciences techniques. Vol. XXIII, No. 2, pp. 67-74.
• [22] Gustkiewicz J., 1975c: Strain Fluctuations in Heterogeneous Rocks. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 12, pp. 181-189.
• [23] Gustkiewicz J., 1975d: Uniaxial Compression Testing of Brittle Rock Specimens with Special Consideration given to Bending Moment Effects. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 12, pp. 13-25.
• [24] Gustkiewicz J., 1979: Relationship between the main directions of the elastic strain and stress tensors in a trans-versely isotropic medium. Archiwum Górnictwa, t. XXIV, z. 4, s. 353-368.
• [25] Gustkiewicz J.,1985a: Strain fluctuations within some rock specimens under uniaxial compression. Part I - local fluctuations. Acta Geophysica Polonica, Vol. XXXIII, No. 4, pp. 389-405.
• [26] Gustkiewicz J., 1985b: Strain fluctuations within some rock specimens under uniaxial compression. Part II - certain probabilistic characteristics of the fluctuations. Acta Geophysica Polonica, Vol. XXXIII, No. 4, pp. 407-427.
• [27] Gustkiewicz J., 1985c: Transition of rocks from the brittle to ductile State: strain at failure as a function of confining pressure. Acta Geoph. Pol., Vol. 33, pp. 169-181.
• [28] Gustkiewicz J., 1985d: Deformation and failure of the Nowa Ruda sandstone in a three-axial State of stress, with gas under pressure in the pores. Archiwum Górnictwa, t. XXX, s. 401-424.
• [29] Gustkiewicz J., 1989a: Objętościowe deformacje skały i jej porów. Arch. Min. Sci., Vol. 34, pp. 593-609.
• [30] Gustkiewicz J., 1989b: Synoptic view of mechanical behaviour of rocks under triaxial compression. In: Rock at Great Depth, V. Maury & D. Fourmaintraux (eds), Vol. 1, pp. 3-10, Balkema, Rotterdam.
• [31] Gustkiewicz J., 1990: Deformacje i wytrzymałość skał w trójosiowym stanie naprężenia z uwzględnieniem płynów porowych. W: Górotwór jako ośrodek wielofazowy. J. Litwiniszyn (red.), AGH, Kraków, s. 97-136.
• [32] Gustkiewicz J.,1994: Relations between the directions of the main stresses and strains tensors in a linearly elastic transversely, isotropic medium. Arch. Min. Sci., Vol. XXXIX, No. 3, pp. 284-299.
• [33] Gustkiewicz J., 1995a: Permanent changes in deformations and strength of rocks due to hydrostatic pressure. Proc. of the Joint XV A1RAPT & XXXIII EHPRG Int. Conf., Warsaw, Poland, Sept. 11-15 1995, pp. 909-912.
• [34] Gustkiewicz J., 1995b: Pracownia Odkształceń Skał. W: Instytut Mechaniki Górotworu PAN 1954-1994. J. Kiełbasa (ed ), wyd IMG PAN, Kraków.
• [35] Gustkiewicz J., 1998: Compressibility of rocks with a special consideration given to pore pressure. Proc. of the Biot Conf. on Poromech., Louvnin-la-Neuve, 14-16 Sept. 1998, Thismus J.-F. et al. (eds), Balkema, Rotterdam, pp. 573-577.
• [36] Gustkiewicz J., (red), 1999 Właściwości fizyczne wybranych skał karbońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Skały warstw siodłowych. Praca zb. pod red. J. Gustkiewicza. Wyd. IGSMiE, Kraków, 267 s.
• [37] Gustkiewicz J. 2003: Quelques resultats de l’etude de l’anisotropic mecanique des roches. Studia Geotechnica Vol. XXV, No. 1-2, pp. 83-89.
• [38] Gustkiewicz J., Klein G. 1975: Random character of strain in rock. Archiwum Górnictwa, t. XX, z. 4, s. 381-394.
• [39] Gustkiewicz J., Zaczek F., Rola porów i spoiwa w natychmiastowym zachowaniu pewnego piaskowca jednoosiowo ściskanego. Archiwum Górnictwa, t. XXI, z 2, s. 161-175.
• [40] Gustkiewicz J., Żaczek F., 1976b: Anizotropia anhydrytów kopalni Rudna. Prace Naukowe Instytutu Geomechaniki Politechniki Wrocławskiej - Konferencje, t. 17, s. 21-34.
• [41] Gustkiewicz J., Skudrzyk Z., 1985: Aktywność akustyczna jako wskaźnik kolejnych faz procesu kruchego pękania skał poddanych jednoosiowemu ściskaniu. Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sci., M-6, s. 291-307.
• [42] Gustkiewicz J., Mochnacka K., Orengo Y., 1989: Modifications permanentes d’une roche par pression hy- drostatique. In: Rock at Great Depth, V. Maury & D. Fourmaintraux (eds), Vol. 1, pp. 131-139, Balkema, Rotterdam.
• [43] Gustkiewicz J.,Orengo Y., 1990: Zmiany zachowania węgla pod działaniem wody. W: Górotwór jako ośrodek wielofazowy. J. Litwiniszyn (red.), AGH, Kraków, s. 763-781.
• [44] Gustkiewicz J., Orengo Y., 1991: Water induced modifications of coal behaviour. In: Mechanical Instabilities in Rocks and Tectonics. Terra Abstract, p. 56, Blackwell Sci. Publ., Oxford.
• [45] Gustkiewicz J., Orengo Y., 1994: Behaviour of coal and changes in its properties caused by water or carbon dioxide. Symp. on Rock Bursts and Sudden Outbursts: Theory, Forecasting, Prevention and Protection of Miners - St. Petersburg (Russian Federation), 5-9 June 1994.
• [46] Gustkiewicz J.,Orengo Y., 1998: Behaviour of coal caused by water or carbon dioxide. In: Advances in Rock Mechanics, Yunmei Lin (ed.), World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore, pp. 18-27.
• [47] Hwałek U., 1974: Wpływ budowy petrograficznej anhydrytów z kopalni „Rudna” na ich właściwości mechaniczne. Cuprum, 4, 27-31.
• [48] Konećny P, Kożuśnikova A.,Nowakowski A., 2000: Anderungen der Gasdurchlassigkeit der Gesteinsproben wahrend der dreiachsigen Druckprobe. In: Proceedings of the EUROCK 2000, Essen 2000, Germany pp. 723-727.
• [49] Kortas G., 1980: O problemie skali w oznaczaniu wytrzymałości skał. Archiwum Górnictwa, t. XXV, z. 2, s. 191- 232.
• [50] Kortas G., Nowakowski A., 2002: Krytycznie o zjawiskach pokrytycznych w próbkach skalnych, (w:) „Geotechnika i budownictwo specjalne” - mat. XXV Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Zakopane 18-22 marca 2002. Kraków, s. 353-361.
• [51] Kovari K.,Tisa A., Einstein H.H., Frańk L. in J.A., 1983: Suggested Methods for Determinig the Strength of Rock Materials in Triaxial Compression: Revised Version. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. No. 6, pp. 283-290.
• [52] Kuśmierczyk Z., Żurawska J., 1970: On a certain experimental research on fluctuations of deformations of loose media. Buli. Pol. Acad. Sci., Ser. Sci. Tech., Vol. 18, No. 5, pp. 193-198.
• [53] Klein G., Kuśmierczyk Z., 1972a: Further experimental investigations on the fluctuations of deformations and displacement. Buli. Pol. Acad. Sci., Ser. Sci. Tech., Vol. 20, No. 1, pp. 13-19.
• [54] Klein G., Kuśmierczyk Z., 1972b: On the experimental investigations on fluctuations of the deformations and displacement fluctuations. Archiwum Górnictwa, Vol. 17, No. 4, s. 385-394.
• [55] Klein G., 1973a: Displacement and strain distribution in loose medium. Buli. Pol. Acad. Sci., Ser. Sci. Tech., Vol. No. 11, pp. 551-559.
• [56] Klein G., 1973b: Random excess of a definite level of displacement and strain in a loose medium. Buli. Pol. Acad. Sci., Ser. Sci. Tech., Vol. 21, No. 11, pp. 561-569.
• [57] Klein G., 1975: Length of measurement basis and fluctuation value of strains in a loose medium. Zeszyty Problemowe Górnictwa, t. 13, z. 1, str. 3-59.
• [58] Nowakowski A., 1997: Wpływ sposobu obciążania próbki w sztywnej maszynie wytrzymałościowej na wynik testu jednoosiowego ściskania. W: „Geotechnika Górnicza i Budownictwo Podziemne”, mat. XX Zimowej Szkoły Mech. Górotworu, Szklarska Poręba 3-7 III 1997, Dolnośl. Wyd. Edukacyjne, Wrocław, s. 357-364.
• [59] Nowakowski A., 2002: Dynamiczne i statyczne stałe sprężystości - porównanie na podstawie wyników badań laboratoryjnych piaskowców z kopalni „Jasmos”. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN., t. 4, nr 1-2, s. 53-60.
• [60] Nowakowski A., 2004: Porównanie wyników badań laboratoryjnych statycznych i dynamicznych stałych sprężystości skał z kopalni „Jasmos”. (w:) „Geotechnika i Budownictwo Specjalne 2004” - mat. XXVII Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Zakopane, 14-19 marca 2004. Kraków, s. 183-193.
• [61] Nowakowski A., Nurkowski J., 1995: A New Method of Measuring Circumferential Displacement in a Triaxial Celi. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 32, No. 1, pp. 65-70.
• [62] Nowakowski A., Rak P., 1999: Adaptacyjna kontrola parametrów pętli sprzężenia zwrotnego i jej zastosowanie do sterowania maszyn wytrzymałościowych, (w:) Geotechniczne zabezpieczenie podziemnych wyrobisk górniczych i tunelowych - mat. XXII Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Karpacz 15-19 marca 1999. Dolnośl. Wyd. Edukacyjne, s. 211-220.
• [63] Nowakowski A., Walaszczyk J., 1999: Aproksymacja pełnej charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowej dla wybranych skał. (w:) „Geotechniczne zabezpieczenie podziemnych wyrobisk górniczych i tunelowych”, mat. XXII Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Karpacz 15-19 marca 1999. Dolnośl. Wyd. Edukacyjne, s. 221-230.
• [64] Nowakowski A., Walaszczyk J., 2000: Zastosowanie pełnych, eksperymentalnych charakterystyk naprężeniowo-odkształceniowych skały do modelowania filarowo-komorowego systemu eksploatacji górniczej, (w:) „Geotechnika i Budownictwo Specjalne” - mat. XXIII Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Bukowina Tatrzańska, 13-17 marca 2000. Kraków, s. 341-354.
• [65] Nowakowski A., Walaszczyk J., 2001: An application of the experimental stress-strain characteristics of rock to mathematical modelling of pillar-room mining system. Buli. Pol. Acad. Scs. Earth Sciences, Vol. 49, No. 1, pp. 51-61.
• [66] Nowakowski A., Konećny P., 2002: Wpływ obciążeń termicznych na zmiany przepuszczalności próbek skał w trójosiowym stanie naprężenia. W: „Geotechnika i Budownictwo Specjalne” - mat. XXV Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu, Zakopane, 18-22 marca 2002. Kraków, s. 537-544.
• [67] Nowakowski A., Młynarczuk M., Ratajczak T., Gustkiewicz J., 2003: Wpływ warunków termicznych na zmianę niektórych właściwości fizycznych i strukturalnych wybranych skał. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN. Rozprawy, Monografie nr 5, 104 s.
• [68] Nurkowski J., 2004: An inductive strain sensor for operation in high pressure environments. Int. J. Rock Mech. & Min. Sci., Vol. 41, pp: 175-180.
• [69] Ochocińska T., 1980: Anizotropia wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie i rozrywanie cechsztyńskich anhydrytów. Archiwum Górnictwa, t. XXV, z. 2, s. 233-247.
• [70] Paterson M.S., 1978: Experimental Rock Deformation - The Brittle Field. Springer Verlag, Germany.
• [71] Pawłowski Z., Cisłowski W., Gutkiewicz P., Gustkiewicz J., 1985: Pomiar akustycznych parametrów skał przy równoczesnym ściskaniu osiowym i hydrostatycznym, (w:) Materiały XV Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących IPPT PAN - Kieksz 1985, R-45, ITWL, SIMP.
• [72] Pawłowski Z., Cisłowski W., Gutkiewicz P., Gustkiewicz J., 1985: Extended precision ultrasonic method for determinig the behaviour of rock. In: Proc. of XI World Conf. on Nondestructive Testing - 1985, pp. 941-945, Las Vegas.
• [73] Pelis P.J.N., 1993: Uniaxial Strength Testing. In: Comprehensive Rock Engineering, Vol. 3 - Rock Testing and Site Characterization. J.A. Hudson (ed.), Pergamon Press, Oxford, United Kingdom.
• [74] PN-G-04303, 1997: Oznaczanie wytrzymałości na ściskanie z użyciem próbek foremnych (polska norma branżowa).
• [75] Walsh J.B., 1965:The effect of cracks on the compressibility of rock. J. Geophys. Res., Vol. 70, pp. 381-395.
• [76] Wawersik W.R., 1968: Detailed analysis of rock failure in laboratory compression tests. Ph. D. Thesis. University of Minnesota (unpubl.)
• [77] Wysocki A., Gustkiewicz J., 1983: Urządzenie do badań w trójosiowym stanie naprężenia próbek materiałów skalnych. Patent PLR, 119703.
• [78] Żaczek F.; 1974: Wstępna charakterystyka kruszalności anhydrytów kopalni Rudna. Cuprum, 4, 27-31.
• [79] Żółcińska J.,Dyrga L., 2003: The effect of temperature on their permeability to gas flow of non-stressed rocks. Arch. Min. Sci., Vol. 48, No 3, pp. 339-353.