Reassessment of the effect of water saturation on intact rock and fractured Rrck

Water is one of the many factors influencing the strength of geomaterials. In this paper, multistage triaxial compressions were performed to investigate the weakening effect of water on intact and fractured sandstone specimens. Laboratory testing results are presented and discussed with particular reference to the change of the mechanical properties of the rock. A trend of strength reduction for both intact and fractured rocks can be generalized from the testing results. It is also observed that the fractured rock is more reactive to the water even though no apparent soluble gouge is sandwiched in the related rock fractures. Additionally, theoretical formulations are derived to characterize the strength reduction on the basis of the understanding of the physical process. Properties of a single rock joint are correlated with the tangential plastic energy of the shearing plane with the non-associated plastic flow rule during shearing. The degree of saturation Sw is introduced into Patton's model as an additional parameter to predict the shear strength evolvement with the degree of water saturation.

---

Woda jest jednym z wielu czynników decydujących o wytrzymałości geo-materiałow. W niniejszej pracy przeprowadzono próby wielostopniowego trójosiowego ściskania skał, w celu zbadania w jaki sposób woda będzie zmniejszać wytrzymałość nienaruszonych i popękanych próbek piaskowca. Przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań laboratoryjnych, zwłaszcza w kontekście zmian właściwości mechanicznych skał. Na podstawie wyników badań zauważono wyraźny trend do obniżenia wytrzymałości zarówno próbek skał nienaruszonych jak i popękanych. Zauważono także, że skały popękane bardziej reagują na wodę, pomimo, że w pęknięciach nie stwierdzono żadnych substancji rozpuszczalnych. Ponadto, opracowano teoretyczne wzory określające obniżenie wytrzymałości, w oparciu o zachodzące procesy fizyczne. Właściwości pojedynczego ciosu skały skorelowano z energią pochodzącą od odkształcenia stycznego płaszczyzny ścinania bez powiązania z zasadą płynięcia plastycznego w czasie ścinania. Do modelu Pattona wprowadzono stopień nasycenia Sw, jako dodatkowy parametr pozwalający na przewidywanie zmian odporności na ścinanie przy zmianie stopnia nasycenia wodą.