Initial and Residual Shear Strength of Hard Rocks

Abstract
Synopsis Specimens of several types of rock were tested in a direct shearing device under application of various normal stresses and were sheared until large deformations took place. The dimensions of the specimens were 40 × 40 × 20 cm, and they were tested at normal pressures up to about 40 kg/sq. cm. For the tested rocks, data were obtained on changes in strength depending on normal stresses and on the shear deformations. After high initial or peak strengths, obtained at relatively small deformations, the strengths abruptly decrease with increase of deformation until, at large deformations, residual strengths are found. It was noted that various kinds of rock behave differently with respect to shearing strength. While with rocks of smaller compression strength the Coulomb line for residual strength passes through the origin of co-ordinates, with rocks of greater hardness, under certain conditions, varying values of residual strengths were obtained that, from a certain limit, increase relatively with increasing normal stresses. The test results obtained give a clearer view of the real values of shearing strengths for some surfaces and zones of discontinuity that are often encountered in various geological complexes. On a fait des essais sur des échantillons de plusieurs types de roches dans un appareil à cisaillement direct en appliquant diverses contraintes normales et on a cisaillé ces échantillons jusqu' à ce que des déformations importantes se produisent. Les dimensions des spécimens étaient de 40 × 40 × 20 cm, et les essais ont été faits à des pressions normales atteignant environ 40 kg/sq. cm. Les renseignements obtenus sur les roches aux essais sont sur les changements de résistance dépendant des contraintes normales et des déformations de cisaillement. Après résistances initiales élevées ou maximum obtenues pour des déformations relativement faibles, les résistances diminuent brusquement avec augmentation de déformation jusqu' à ce que, pour des déformations importantes, apparaissent des résistances résiduelles. On a remarquê que différentes sortes de roches se comportent différemment quant à la résistance au cisaillement. Alors qu'avec des roches de résistance à la compression plus petite la ligne Coulomb pour la résistance résiduelle passe par l'origine des coor-donées, avec les roches de dureté plus forte, on a obtenu, dans certaines conditions, des valeurs diverses de résistances résiduelles qui, à partir d'une certaine limite, augmentent relativement à l'accroissement des contraintes normales. Les résultats d'essais obtenus donnent une vue plus claire des valeurs réelles des résistances au cisaillement pour certaines surfaces et zones de discontinuité que l'on rencontre souvent dans divers ensembles géologiques.