Examples of fracturing of rock at very low stress levels

Fracturing of rock at low stress levels can be a source of unexpected problems in rock engineering: • the resulting instability can be a safety hazard; • in very brittle rocks it may be associated with violent failure of the rock and strainbursting (rockbursting); • it usually leads to an unexpected requirement for rock support, with time and cost implications; • in rock boring projects, it may result in fracture of the rock ahead of the bored face and in the walls of the bore behind the face. This may lead to cutter head vibration, increased cutter wear and consequently decreased performance and increased costs. Examples of situations in which fracturing of rock at very low stress levels has been observed will be described. This will include details or estimates of the in situ stress magnitudes and the rock strengths involved. La brisure de roche sous faibles contraintes peut être l’origine de problèmes inattendus en génie minier : • L’instabilité résultante peut devenir un danger • Elle peut provoquer des éclatements violents des roches fragiles • Elle nécessite souvent une infrastructure de soutien de la roche, ayant des implications sur les coûts et les délais • Les forages de la roche peuvent provoquer une brisure de celle-ci au niveau de la surface forée mais ainsi à l’intérieur de la roche, causant parfois des vibrations et une fatigue de la tête de forage, induisant une baisse de performance et un accroissement des coûts. Nous avons décrit ci-après des exemples de situations de brisure de roche sous faibles contraintes. Cette description comprend des détails ou des estimations des forces et des contraintes impliquées. Cette étude représente la base du travail de recherche effectué sur le phénomène. ißbildung im Gestein unter niedrigen Stressbedingung kann eine mögliche Ursache sein für unerwartet auftretende Probleme in der Felsmechaniklehre: • Die resultierende Instabilität stellt ein mögliches Sicherheitsrisiko dar; • In sehr sprödem Gestein kann es verbunden sein mit einem plötzlichen und gewaltsamen Zerfall des Gesteins; • In den meisten Fällen ist eine nicht eingeplante Gesteinsabstützung erforderlich, und damit ein Zeit- und Kostenaufwand verbunden; • Bei Bohrungsprojekten kann es dazu führen, daß es während des Bohrvorganges zu einer Rißbildung im Gestein hinter und vor der gebohrten Felswand kommt. Dies kann Bohrkopfvibrationen, eine erhöhte Bohrkopfabnutzung und folglich eine Bohrleistungssenkung, sowie Kostenerhöhung zur Folge haben. Das Phenomen von Gesteinsrißbildung unter niedrigen Stressbedingung wird anhand von einigen dokumentierten Beispielen erörtert. Diese beinhalten zudem Details oder Schätzungen bezüglich der Stärke des in situ Stressfeldes, sowie der gegebenen Gesteinsstärken. Die mit diesem Beitrag dokumentierten Ergebnisse formen eine Grundlage zur weiteren Forschung dieses Phenomens.