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Summary Series of samples of calcarenites and tuffs have been subjected to triaxial compression tests with confining pressures up to 100 kg/cm. Due to the peculiar characteristics of these rocks, namely their high porosity and low strength, a complete breakdown of interparticle bonds often occurs within this stress range: the investigated stress range may be thus considered very broad compared to materials’ properties.
The behaviour of the rocks shows a definite change with increasing stresses both in hydrostatic and triaxial compression. At low stresses the bonds are still intact and the material shows a typical "rock-like" behaviour (small strains nearly linear stress-strain relationship, brittle failure). At higher stresses, on the contrary the bonds are completely destroyed and the material's behaviour is typically "soil-like".
The transition between the two behaviours occurs at stress states that are function of rock strength; for each material a domain of "rock-like" behaviour may be thus defined.
1 — General Soft rocks formations of sedimentary (calcarenites, sandstones) and volcanic origin (tuffs) are frequently found in Italy. In these formations, as a rule, fissures or other structural discontinuities are so widely spaced that they do not affect the behaviour of the rock mass from a Civil Engineering viewpoint; in the mean time, due to the high porosity, the strength of the rock is often rather low and becomes the controlling factor. For these reasons at the "Istituto di Tecnica delle Fondazioni" of Naples University a research on the behaviour of these rocks has been based on laboratory tests on samples.
Earlier investigations [1, 2] dealt with the volcanic tuffs of Naples area. Recently some calcarenites have been also studied, so that an exhaustive picture of the stress-strain and strength behaviour of soft rocks has been gained and is here reported. Calcarenites were formed during plio-pleistocene in a littoral environment by chemical cementation of clastic carbonates fragments and fossil debris. They are found over broad areas (up to a thousand of km) in Apulia and Sicily.
Résumé On a fait des essais de compression triaxiale, avec une pression latérale montant parfois jusqu’à 100 kg cm sur des types différents de calcarénites et de tufs. Les principales caractéristiques de ces roches, c’est-à-dire la porosité élevée et la basse résistance, ont permis l’essai jusqu’ à la rupture complète des liaisons entre les différentes particules. Le champ de sollicitations examiné peut être donc considéré très vaste par rapport aux caractéristiques des matériaux.
Le comportement de la roche varie essentiellement par rapport à l’augmentation de la pression latérale et du déviateur. A des sollicitations peu élevées il n’y a pas de rupture des liaisons et le matériel a un comportement "rocheux" (petites déformations relation tensions-déformations à peu près linéaire, rupture fragile). A des sollicitations très élevées les liaisons sont complètement brisées et le matériel présente un comportement "pulvérulent".
Le passage d’un comportement à l’autre a lieu en proportion des différentes valeurs des sollicitations dépendant de la compacité de la roche. Pour chacun des matériaux pris en examen on a donc pu établir un domaine de comportement rocheux.
Zusammenfassung Es wurden triaxiale Druckversuche, mit Seitendrücken bis 100 kg/cm, auf verschiedene Arten von "Calcarenite" und Tuff ausgeführt.
Die besonderen Eigenschaften dieser Gesteine, und zwar die grosse Porosität und die niedrige Festigkeit, haben erlaubt die Versuche bis zum vollständigen Bruch der Bindungen der verschiedenen Körner zu führen. Das Gebiet der Beanspruchungen, das ausgenützt wurde, kann also als sehr gross angesehen werden, in Bezugh auf die Eigenschaften des untersuchten Gesteines.
Die Eigenschaften des Gesteines ändern sich beträchtlich mit zunehmender hydrostatischer Kompressionsspannung und zunehmendem Spannungsdeviator. Bei kleinen Beanspruchungen sind die Bindungen noch ganz erhalten und der untersuchte Stoff zeigt ein "steinartiges" Verhalten (kleine Verformungen, annähernde lineare Beziehung SpannungVerformung, Sprödbruch); bei grossen Beanspruchungen sind die Bindungen gänzlich zerstört und der Stoff zeigt ein ‘ pulverartiges" Benehmen.
Der Übergang von einem Verhalten zum anderen geschieht bei Spannungszuständen, die von der Festigkeit des Gesteines abhängen; für jeden untersuchten Stoff wurde deshalb ein Bereich des steinartigen Verhaltens bestimmt.
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