Transcript
  • ������ ���� ��� ����������

    ���� ����������� ������ ���

    ����������� ������ ����� ���� ���

    �� ����������

    ���� ����� ������� �������� ���������� ��� ����

    �������� ��������� �� ������ ��� ������ ��� ������

    ���� �� ������� ���������� ����� ��� ������� ����� �

    ���� � ������ ������� ���� �������� ����

    ��� �� ��

    ����� ����� �������� ��� �������� �������� ���

    ����� ��������� ������������ ���� � �������� ��

    ����� !� � ����� �� ������ �������� ����������

    ��� ��� ���� ������������ �� ����� ������ ��� ����������

    �������� ����� ���� ��� � ��� �������� � ����������

    ��� ���� �� �������� �� ����������� �� �������������

    "������ ��� ����� �� ���� ���� �� ##�� ��� ����������

    �����$$ ��������

    %����� ������ �� �� &���$� ���� � ��� �� �������

    ��� ���� � ������� ��� ���� �� ��

    ������� ������

    ��� '(���� )* �� �����+� ��� ��� ���� ������ �� �������

    �� � ������ �� �������� ���� ���� ������ ����

    ����� ����� ����� � �� ���� ������ (����� ������ ���

    ������ ��� �

    ���� ������ ��������� ������ �� �����

    ���� ������� �

    ����� �������� ������� ����� �������

    ����� ��� ,��������� ��� �������� ����� ����� ����

    ���� �� �� �� ������� �� ������ ������ �� �

    ����

    ����� ������ �� ��� ���� ����� ������� �� ��������

    ������� ����� ���� �� ���� ������� ������� ��� ������� ��

    ����� ��� ���� ������ ��������� ����� �� ������� �

    �������� ������ -����� �� ������� ��� �� ���� ������

    �� �������� ��� ������ �� ������� ���������� .� ����

    ����� � ���� ����� �� ����� ����� �� ������ ��� ��

    ��� �� ��������� ������ �� �������� �������

    &�������� ��� �������� ��� �������� ������ ���

    ����� ��/���� �� ����������� �� �������� ���

    ���� ������ ������� 0��� �� �������� ������� ���

    ��� �������� � �� ���� ��� "�� ������ ������

    ����� �� ����� ��������� ��� �������� �������� ����

    �������� 1������� �� ����������� �� �������� ���� ������

    ������ ��� ��������� �� �� �������� �� �� )2�� �����

    '3��� '45!!+ �������� ������� � ��������� ��� ����+�

    �������� ������� ������� �� ������ �� ��� ��� ������

    ������ � ������ ���� ���� �� (������ �����

    ������ �� ��������� ������ ���� ��� ������ �� �� ��� 45��

    ����� ��� �������� �� � �� ��� �������� ��

    �� � � �� ���� �4�

    �� � ��� �� � ��� ��� ����� ���� ����� �� �������� ����� ����� � �� �������� ��� �� �� ���"���� �������� �������� 6 � �"� ����� �� � ���� �� �������

    ����� � ������ ����� ��� ����� �� � ���� �� ������� ����

    ����� �� � ����� �� ������ .� �� ����� �� ������ ������

    � ������ �� �� ������� �"������ ���� �� ���"���� ��

    ������ ������� �� �� ���� �� �� ����� �����7 ��� �� 8���'9�� ��� (���� 4*!4+� �� ����� ����� � ����� ����

    �� �������� �� �� ����� ������� ���� �� &�� '4+ �� �����

    ����� �� ���� ��� �� �� � ��������� :��"�� '4*)2+ ���������� �� �������� �� /���� ����� ��� �� ���� ����

    �������� �� ���������� �� ������ �� ����� ��������

    ������� ���� ������� �� ���� ��������� ����� ����

    �������� ������ ���������� ;���� ���� �������� ����

    �� �������� '���� -��� 4*5)< 1�������� 4*5!+ ��� ��

    ������ ��������� �� ������ ���� ������� �� �����

    ������ ��� ���� ������� ����� ���� ��� �� � ����

    ������� ��� �� ��������� ������� ���� �� �� �� ������

    ���� �� �� �� �� ������� ��������� ����� ����� � ����� ��

    � ����� ������� �� �� ����� ����� �� '9�� ��� (���� 4*!4<

    =������ 4*!5�< =����� ��� >����� 4**?+�

    0��� �� �� �������� ������� �� ��� ����� ���

    ������� ��� ��� ������ �� ��������� 1������� �� �����

    ������ ����������� ��� � ������� �� �������������

    ��������� ��������� � ���� �������� �� ����� ���

    ������ ��������� -���� ����� �� �������� ��������

    ������� ������ �� ����� ��� �� ������������ �����

    ������ -���� ���� ������������ ����� ���� �� ��� �������

    �� ������ ���"���� ����� (������ �������� �����

    ������ � �������� �� � ���� ���������� �� ����

    ������ �� ����� �� &�� '4+�

    �� ����� ������ �� ������� � ��������� ������� �� ���

    ������ �� �������� �� ���� �� �� ��� ������� �� ��

    ���������������������� �����!���������������������������"� #�����$%� ����& '(%)(**'+,)(%(������� � )22) �� �� ���$� 1����� ������ @ A���� &���$� ������ (������ �� &���������

    1�� ����� �� ��������� �� ��� ��� ���� ���

  • ����� ����� ����� �� �

    � �� �� 1�������$ ��� ��� ���

    ������ ����� ����� ��� ��� �� (������ ������

    'B��������� 4*CD< 9��� 4*C*+� �� ���� ���� ��� ����

    ���� ' ��+ �� ���� �� �� ����� ��� ' ��+ ������ �� ������� �� � ��� ��� ��� �� �� �� ���"���� �� ��������=������� �� �� �� �� �� ����� ����

    �� � � ���� �)��

    .� ���� �������� �������� � ��� ��� �� ��� ����� �� ������ ����� ������ �� ����� ����� .������ ���� ����

    ���� �� �� ������ "����� �� ������ '����� ����+ ��� �� ��

    ����� ����� '����� �������� ����� � �� ��

    ���������� �� ������+� .� ������ ,���� ������� ����� �

    ���� �� ����� ������ �� ������ ���� ����� �� �������

    ��� ���� �� ����� �������� ������ ���� ��� ���� ���

    ������ ���� ������ ���� ����

    ���� �������� .�

    ����� ������� ��� ������ ��� ��� ������ �� � �����

    ���� ��� � �� ������ ������� ��������� �� ���

    ������ �����

    �� � � �2 � ���� �)��

    �� �2 �� �� #�����$ ��� ������ ������ �� ������� ��&�� '4+ '9�� ��� (���� 4*!4+� �� �������� ���� �����

    ����� ��� ���� ���� ��� �� ������ �� ��� ������� �� ��

    ����� ���� �� ��� �� ����� ����� � ���� � �� ���� ����

    �� ������� � ��������� �������� ����� �� �� �� ����������� ����� �� ���"���� �� ������� ��� �� ���� &�� ')�+ ����

    � � �� ���

    � �2��

    � �� �E�

    6��� ������� ���� ���� � �� �������� �� �����

    �� /���� ��� ����� �� ���������� �� ������ ���������

    ��������� '��������� ���� ������ ��������� ���

    � ����������� ������� ���� �� ������+ ���� �� �����������

    ���� � ���� ��������� ��� ��� ����� ��������� ���� �����

    �� ���� ���������� ����������� �� ������� ��� ������

    ����� ���� �� ��� �� � ����� �� ���� ���� ������������ �� �� ���� '0���� 4*CC+� ��� �� ���� �������� ���

    ������ ������� ���� ��� �� ��� � ���� ���� ����������� ���� '�4� �E+8) � ����� ���� '.��� 4�+� %���� ���������� ���� ���� ��� ������ � �������� ��������

    ������ �� ���������� ���� �� ��� ������ ��� ��� ������

    ���� ������� 6���� ��� ��������� ����� �� ������

    ���� �� �� �� �������� ����� ���� ��� ����� ����

    ����� � ��� ����� ������� �� ���� ���� ��� ���� ���

    ���� � ���� �������� ��� ���� � ��� ��������� ����

    ������

    1������� �� �� �������� ���� �� ���������� ���� ��

    ����� �� .��� 4�� �� ��� ������� �� � ������ ������ ����

    ���������� ��� ��� � ��

    ��� �� ����� ������� ���

    ����� ����� ��� � �������� �� �� ��,������ �2�

    1000 2

    1.5

    1

    0.5

    0

    500

    00 0 200 400 600 800 1000500 1000

    Normal stress (MPa) Normal stress (MPa)(b)(a)

    Byerlee’s law

    max / n (Intact)

    i (Intact, Eq. (1))

    f (Eq. (2b))

    (Eq. (3))

    Max shear stresson fracture

    Frictional strength

    She

    ar s

    tres

    s (M

    Pa)

    Coe

    ffici

    ents

    of f

    rictio

    n

    Byerlee’s law

    1500

    i

    f

    ������ � '�+ �������� ���� ���� �� ����� ����� ������� ��� ������ ������ ��� ��������� ������� '�+ 1������� ������� ������ �� ������ ��� ������ ����� ������

    ��� ������� �� �����

  • 6���� ��� ������ ������ ���� �� �� ������

    ���� �� ������ ������ ���� ���� ����� ������ ���� �����

    ��� ������� �� �� ������ ���� � ����� �� ��� �

    ������ ����������� �� � ����� ��� ��� ���� ����

    ���� ������� �� ������� ���������� �� ���� �����

    ��� ���� ����� ������ �� �� ���� ��� �� �� ���� ��

    �� ����� ���� � � ��� ���� /�� ���� ���� ��������

    ���� ������ �� �� ����� ������ �������� ���������� �� ��

    ���� "�� ���� ������ ������ �� ���� ��� ' ����

    4*5)< � 9������ � 9���� 4*55< B��� 4**)< ���� �� ��4**C< ���� ��� 3����� 4**!+� �� ������ ������� ���

    ���� ����� ��� ��������� ������ �� � ���� ���

    �� �� ����� ����� � ����������� ���� ������ ������� ���

    /�� �� � (������ ������ '-�� ��� ����� 4**)+� 1�

    � ����� ������ ������� ���� �� B��� ��� �����

    ����� �� �� ����� ���� ':� ��� ����� 4**?< ���� �� ��4**C+ ����� /�� � �������� ���� "�� ���� ������

    ������ ����� ��� �� ����� �� ��������� '0���� �� ��4*!!< 0���� ��� -������ 4***+�

    3������� �������� ���� ���� ������ ������

    �� �������� �� ����� ���� � ���"���� ���� �����

    ������ �� ���� ����� ������ ��� ������ ���� ��� ������

    ��������� �������� ���������� ������� ����� ��

    ����� ����� �������� ����� �� ������� ���������

    ��� �� �� ���� �������� ������� �� /��� ����

    ��� ������������ ��������� ��� ��������� ��� ����

    ������� ������ ���������� � ��� ���������� �������

    ���� �� �� ���� �� ����� ������ ������� ��� ����� ��

    ��� ����� � �� ���� �� ��������� ������� �� �� ���

    ����� � �������� ������������ �� �������� �������� A�

    /��� ����� �� ��������� ��� � "�� �� ���� �� ��� ���

    ����� ������ �� ���� �� �� �� ����������� ��������

    ���� ���� �� �������� �� �� ����� �� ������ )�E�) ��� D�

    .� ���� � ��� ���� ##������$$ ����� ���� ������ �

    ���������� ���� &��� '4+� ')+� ��� 'E+ �� �� ������

    ����� ���� �������� �� �� ����� ���� ���� �� ��

    ����7 ���� ������ ��� � '�

    ����� 4*)*< 6���� ���B���� 4*D*+�

    �� ������ ������

    .� �������� �������� � ������� �������� �� ��

    ������ �� ����� ���� �������� ���� �� �������� �����

    ���� .� � ���� �� ������ ����� � ���� ������

    �������� �� �� ���� ����� �� ���� ������ ��� �������

    ��� '��� ����� ?�)+� 1������� �� &���$� ���� �� ������

    ����� ���� �������� ������ ��� ,������ �� �� ��� �����

    ���� ������� �� �������� ���� �� �������� ������� ����

    ������ �� ��� ����� ������� ���� ����� �����

    �� �������� '�������� �� �������� ���� ,��� ����� ���

    ����+� � ���� ���� ��������� ����� ���� �� ,��� �

    ����� ������ ��� ������ ������ �� ��� ����� �� �� �

    �� �� ������ ��� ������� 1���� �� � ���� ����������

    ���� �� ����������� �������� �� ������ ��� ���������

    ��� ��������� �� ������� �� ������������� ���������

    �� ����� ��� ������� �� ������ ���� ������ ���� ������

    ���� �������� ���� ����������� ��� �� ���� ���� �������

    ��������� ���������� .���� �� ������� ���� � ����

    �� ������ �� �� /����� ��� ���� ����� ���� ����� �� ������

    ���� .������� �� �� ���� ����� ���� ��������� ������

    ��� � ����� �� ��� ��� ������� �� �� ������ ������

    �� �� ������ ����� ��� �� ������ ��� ������� .� ���

    ������ � ��� ��� �� ��� ������� ������ ���� ������

    ���������� �� ��� ������

    1 ���� �� ��������� ������ ��� ���� �� ���

    ������ �������� ��� ������ ��

    ���� ���� '6������ 4*CC<

    9�� ��� (���� 4*!4< -���� 4*!5< 3��� ��� F�������

    4*!5< A������ 4*!5< 3��� ��� �������� 4*!*< >��� ���

    0�(������ 4*5?< >��� ��� >������ 4*5!< 0�����

    4*55< ����� 4**2< &���� ��� =��� 4**4< 3����� 4**D+�

    B��� � ������� �� � �� ��� ������ �� ����������

    ����������� 0��� �� �� ����� �������� �� ���� ������ ���

    ���� ����� �� ��� ���� ���� ����� �������� ������

    ��� ����� � ����� ������ �� ���� �� �� ���������� ��

    ������� �������

    ��� ��� ���������

    �� ������� ���� ����� ��������� ���� �� ����� ��������� � '� '�8)+� �+� ��� ���� ���������� ��������� �������� �������� '�4+ ��� ������� �������� '�E+ ��������� ����� '.��� )+� ������ ������ ��� ������� �� ����

    �� ���� �� ����� ����� ������� �� �������� ��������

    ���� ���� �� � �������� �� �� ��� �������� �����

    � � 4)��4 � �E� ��� )� �?��

    �� � 4)���4 � �E� � ��4 � �E� ��� )�� �?��

    6 ��� ��������� � ��� �������� ����� ��� ����

    ������ ������ �� �������� 1� �������� �� &�� '?+� �� ����

    ������ �� �� ����� ���� �� ������ �� ������� ��� �

    �������� �� �� �������� �������� �����

    3������� ����� ���� �������� �� ������ ����������

    ��� � ��� �� �������� �� ����� ������ �"�� �� ��

    ����� �� ������ �� ��� ���� ����� ���� ���� �����

    �"� ����� '�� 0�� ����+ '.��� )+� �� ������� ������

    ��� ��� ������ � �������� ��������� '�4� ����)� �E� 2+ ������ �� ����� ���� ���� ##;$$ �� .��� )� ����������� ������ '�4� �)� 2� �E� ��+ ����� �� ���� ����##�$$� ����� ����� ����� �� � ����� ����� ������

    ���� �� �� ������� ����� ���� ������� '�� *2+����� �������� ����� ������� ������ �� � �����

    ������� �� ����� � '��������� �� �� ��� )2��� ?D+�0� ���������� ������ ���������� � �������� �� ��

    �������� ���� ����� �� ������� ������ ����� ���

    ���� ����� ���� ��� �������� �������� �� �� � ��

    ���� ������ �� ����������� ���

  • ���� ���������� �� ��� ���� ������ ��� ������ �

    ��� ��� � ���� ��� ��� �������� =��� ��� �������

    ����� �� �������� �������� �� ��� ��� ����� ���� ��

    �� ������� ������ ������� ������� � �� ���� ������

    ����� �� ������ ������ �� ���"���� ����� �� ���� ��

    4:A�� �������� �� /��� ����� ��� ������� ��

    ���� �� �� ���� ��� ��� ������ 1 �������� �� �������

    ������� ���� �� ���� � /��� �� ��� �� ����� ���"���� ����

    ����� �� ���� �)� �E������� B���� ��� �������� �����"���� ����� ����� ����� ��� ���� '����+� ���

    �� ���� ��� � ���� ����������� � ���� �������

    ���� ����� �� ������� ������ ���� �����"������ ��� ����

    �������� ��� � ������ �� ���� ����� ���� �� ��� ����

    ���������� ��������� 6���� �� ���� ��� ���

    �����"�� ���� ��� ������ ��� �� ���"������ ��

    ���������� �� ���� ��� �������

    �� ��� ���� �� �� ����� ����� �� .��� )� �����

    �� ����� ���� ���������� �� ����� ������ ��

    �������� �������� 1 0�� ��������� �� ����� ��� ����

    �� ������ ���� ����� ����� �� ����� �� .��� )� '9��

    ��� (���� 4*!4+� .� ����������� �� �� &���� �� �� ����

    ������ ��� ����� ���� ����� ����� ��� &�� '4+ ��

    "�� �����"� �� �� ���� �������� ����� ����� ����

    ���������� ���� �� ���������� ���������� �� �� ���� ����

    ��� ����� ����������

    �� � ����4 �� � �)� )� �D��

    ��� )� � 4��

    �D��

    �4 � �� � ����) � 4�4) � ���)�E �D��&�������� 'D+ � 0��G%���G(������ ��������

    ��� �������� �����������

    1� ��� ���� ������ ���� ���� �� �� ������� �� ��� ����

    �� �� �� ����� �� ������� ���� ��������� ��� ������ ���

    ������ ��� � ����� �� ������ �� ������ ���������� ����

    �� �������������� /��� ����� ���� ��� �� ���� ������

    ��� �� ������ '���� ����� �������� � ����� �� /���+�

    ��� �� ������� ������ �������� ���� ��� � ��� �

    ������ ��� �� ��� ��� ����� �� ������� �� �� ��� ��

    ��������� ����� ����� ��������� ������� ��� ���

    ���� ����� ������ B���� � ������ ����� �� ����

    ����� �� ��������� ���� �� ������ '3����� 4**D+�

    /����� �� ���"����� �� ���������� � �������� ���

    Tension

    T

    U

    C

    Max

    prin

    cipa

    l str

    ess

    at fa

    ilure

    Minimum principal stress(or Confining pressure)

    Compression Normal stress

    2

    T

    1 U

    C

    Mohr failure

    envelope

    Uniaxial tension

    Uniaxial compression

    �i

    Triaxial compression

    C

    T

    U

    t

    t

    1

    n

    n

    3

    3

    c 1

    c

    1

    She

    ar s

    tres

    s

    2

    (a) (b)

    ������ � '�+ B������ ���� �������� ����� �� ������ '�+ 0�� ����� ����� ������� ������ ���� �������� ����� ������� � '� '�8)+��+ �� �� ���� ���� ����� ����� ��� ������� �� ������� �������� ���� �4�

    ��� ������� �� �����

  • ����� '������ ��������� ���������+ ������ � ������

    ����� ����� ����� ������� �� �� ��� ����� ���� �� �����

    ����� �� ��� ������� �������� ������ H�� ����

    �������� �� ������ ������ �� ��,���� ������� ��� ���

    ���� �������� ��� ��� ��� �� ���� ���������� �� ����

    ������ 'A�� ��� 9������� 4*!)< �������� ��� -���

    4*!C+ ��� ������ ����� ������ ������ �� �� �������

    �������� �������� ���� �4 �� ����� �� ���� �� ��������

    �� �� �� �������� �� ��� ����� ����� 'A�� ���

    9������� 4*!)< 6��� ��� %����%���� 4*5C< ����� ���

    1����� 4*5C< 1���� ��� ������ 4**2< 3���� �� �� 4**)�+��� ����� ����� ������ �� �� ���� ���� ������� � ����

    ����� �� ������ ����� ���� �� ����� ����� ����� ��� ��

    ����� �������� �� ����� �� ��� �� ������ '3��� ���

    �������� 4*!D+� 1� � ����� ����� ##����$$ ����� ��� ������

    ��������� �� �� �4 �������� ;���� �� ��� �� ����������� ����� ����� ��� �������� ���������� ������ ���

    ���� ����� �� ������� �� ����� �� ���������� .���� ��

    ���� ����� ����� ���� �������� ������ ��� ����������

    �������� ���� ���� � ������ �� ���� ���� ���� �����

    '(������ 4*5E� 4*5!< 6��� ��� %����%���� 4*5C+� �����

    �������� /���� ����� � �������� ����� �� ��� �� ������

    ���� ������ �� ��� ������ ������� ����������� '������ ��

    �4+ ��� ������ �������� �� ������ ��� ����� '3������ �������� 4*!D+� &��������� ���� ������� ���� ����

    "������ ��� �� �����"���� ���� ��������� �� ����� ������

    �� �� ��������� �� � ����������7 � ��� ����� ���������

    ������� �

    ��� �� �� �������� ��������� 'A�� ���

    9������� 4*!)< 6��� ��� %����%���� 4*5C< ����� ���

    1����� 4*5C< (������ 4*5!< >��� ��� (���� 4*5!< 1����

    ��� ������ 4**2< =� ��� 1����� 4**4< 3���� �� �� 4**)�<B��� ��� 3����� 4**?+� .������� ������������ ����� �����

    ������� '3���� �� �� 4**4� 4**)�+ ��� ������������� ��������� ���������� �� ��� ����� �������� ������

    �� �� ��� ��� ���� "�� '.��� E+� 1������� �� ����� ���

    ������ �� ���� ��� ���� �� ��� ���� �� ����� ��� ��

    ��

    ����� �� � ����� ��� ���� ��� �� ������� ����

    �� ������ �� B�� '4*52+� �� ���� ��������� �����

    ��� �� ��������� �� �� ����� �� � ���� �� ���������

    '������� ����� '0�� ��� 3����� 4**D++ �� �� �����

    ������� ������ �� ���� ����� ����� ��� �� �����

    �� ����� ��� ��

    ������� ������ ������ 'F���� ���

    ����� 4**5+� �� �������� ������� ������� ����� ��

    �������� ��������� �� ���������� �� ���� ������ �� ��� ����

    ���� ���� �� ������ ����� ���� ���� ������� �� � ����

    �� ���� �������� ������ ��� ��� ��� �������

    1������� ���� ���������� ��� ���� �� ������ ����������

    ��� �������� /���� �� ����� ���� �� ���������� ����

    ����� ����� �� �������� �� �� ������ ����� ���� �� ���

    ��

    ���� �� ��� ������� ��� �� ������� ������� ������

    ����� ����� ��� �� ���� �� "�� ������ '3��� ���

    9�������� 4*5*< 9������� ��� 3���� )22)+ �� ���������

    ��� �� ��������� �������� � ���

    � �� � ���

    ���� 2�4I �� �� �������� ���� ����� ���

    ��� ������ �������� �������������� �� ���

    ����� ��������� ������� �����

    (��"���� ���� ������ ����� ����� ������ �� ������

    ���� �� ����� �� �������� ���������� 0�������� ��� ��

    ��� ������ �� �4 ��� � ����� �� ����� �� ��������� ��������� �������� �� ������ �������� ���� "�� ��

    ���� ���� ��� �������� � ������� ���� �� ����� �����

    ���� ����� ���� ��� �������� �������� ���� �� ����

    ����� ���� �������� � ������ �� � ���� ���� ���� ��

    ��,���� �� �� ��� �� � �� ��������� ���� 'A�� ���

    9������� 4*!)< �������� ��� -��� 4*!C< ����� ���

    1����� 4*5C< B��� ��� 3����� 4**?+� ��� ���������

    � ������ ������ �� �������� ���� ��� �������

    �� ��� ����� �� ��������� ���� ����� ���� �������� ����

    600

    400

    200

    00 1 2 3

    Axial displacement (mm)

    a

    b cd

    e

    f

    Westerly granite Pc = 50 MPa

    Diff

    eren

    tial s

    tres

    s (M

    Pa)

    (a) (b) (c) (d) (e) (f)

    ������ 1������� ������� '1&+ ��������� ��������� ���������� �������� �� ��������� ������ ����� ������ ��� ������

    ��� ��� �� ����� 0����7 .���� ��� ����� ����� ���� ��

    ������ ����� ���� ����� ����� �� �������� ���� �� '+ ��� '�+�

    ���7 �� 1& ���� ���� ��������� �� ����� -�����7

    1����������� ����G���������� ��� �������� ������ �� ��

    ������ ��� ����� �������� ������� ����� � ���� .����

    ��������� ����� �� '�+�

    ���� ������ �� ����������� ���

  • ��� ���� ����� ��������� ������� ������� ����� ������

    ���� ��� ����� �� ������ �� ����� ���������� ���

    �� ��� � ����� �� � ��� ����G����� ���� ����

    '0��G(������ ����� �����+ ���� �� .��� 4� ��

    ����� ������ �� ����� �� ����� ����� �� ������

    ������ �� ����� ���� ���� �� ���� � ���� ����� ������

    ���� �� &�� '4+ ��� ��� � � ����������� ������������� ����

    ������ ����� ���� �������� ��� �������� ����

    ���� � ���� ��� �� ����� ����� �� ������� ���� ��

    ������� ����� � �����G������ ��������� ������ ���� ����

    ��� ��� ������ �� ������ �� �� ����� ������

    .������ �� ������ ���� ������ ����� ������ ���

    ��������� ������� ������ ������� �� ���� ���� '-���

    4*C!< ������ ��� 0�

    ��� 4**2+� 1 ���� ������� "� �� ��

    ������ ��� ������ �� .��� 4 '3����� 4**5+ �� ������ ��

    �4 � �E � �?C CC2� D4)5!�E�4) � 5E0A� �C��� ����� � �� 0A��

    �� ��,���� �� ������ �������� ��� �� ����

    ����� ��� �������� � ##�������$$ ���� ���������� �� �����

    �)� �E� 1 ������ ���� �� �� ������� ����������� �� ����� �� ���� �� ���� �� ��������

    �������� ���� �� ����� ���� ���� �� ���� ��������

    ��� ����� ����� '���� 0��G(������+ ����� ���� �����

    �� �������� �� �������� ����� �������� �����

    ��������� ���� ���� ���������� �� ��� ������� �� '0����

    4*C!� 4*!2< 1���� �� �� 4*5!+�

    ����� ���� ���� ������� ��� ������ �������� !�"

    A� /���� ��� ����� ����� ������ ������ � ���� ����

    ���� �� ��� �� ������ ������� ���������� ���� �� ���

    ������ 0����������� �� ���� ���� �� ��� �� �����

    ���� ���� ��������� ��������� �� ��� ���� �������� ��

    �� ������ ���� ��� '6���� ��� B���� 4*D*+

    ����� � �� � �� �!�

    �� � �� � �������� ���� �� �� ������ 1������� ���������� �� � ��� �� ����� �� �� ���� �� �� ������ ������� ������ '������ 4*54+� �� 4 �� �������� ��

    ����� ������ �� ��� ���� ����������� �������� �� /���

    ����� �� �� ���� � ���� �� ����� �� ��� ���� ���

    ������ ���� ����� �� �� ������ ����� ������

    ���� �� ��� ��� ������ ��� �� ������ ����� ��� �����

    �� ������ ��������� �� �� ��� �� ��� ���� '�� ������� ��

    �� ������� �� ��������� ��� ������ ������ �� .��� 4+� ��

    ����� �������� ��� �� ����������� ����� ������ ����

    ����� �� ������ ���� �� ����������� ��������

    6���� �� ������� ������� �� ����� ����� �������������

    ��� ������� ������ ��� ������ �� /���� �� ���

    ���� ���������� ����� ��� ��� ��� �����������

    ��� ��� �� ���� ������ �� ����� �� ��� �� ������������

    ������� �� �� ��

    ���� ��������� ����� �� /���

    ������ ������� ��� ��� ������ �� ��� ����

    ��������� '6���� 4**2< A����� 4**2+ �� ��� �� �� ��������

    ������ ������ ���� �� ������� ����� ��� �� ������� ��

    ������ �� ���� ������ '-��� 4**2� 4**)� 4**E< %� ���

    ����� 4**2< B��� 4**)< 0��� �� �� 4**C< ������ )22)+'� ����� E�)+�

    ��� ��� ���� ���� �������� �� ������ �� �GH �����

    �� /���� ��� ��� � ������� ������� ���� �� �� ����

    ����� ������ �� ������ ������� ����� (H) �����������

    ����� � ������ �� �� �� �������� ��� ���������� ��

    ��������� (��� ������� ���������� ��� ����"������ ���

    ��� �� ������� ��� ���� ��� '6������ ��� &����� 4**)+�

    -� �������� ��������� ������� ���� ����� �� �� �����

    �������� �� ���� ��

    ����� ��� ������ ������ '����������

    ���� �����+ �� ������� �� �� 2G)22( ��� 'B���

    ��� 0������� 4*!5< >��� 4*52< >�� �� �� 4*5)<3����� 4**E�+� ��������� ���� ����� �� ���� �������

    �� ���� ��� ���� ���� �� ������� ���� �������� �� ����� ����� ������ ����� '����+ '1������� ��� 0����� 4*5!<(������ 4*5!+� ��������� ���� ����� �� � �� ������

    ���� �� � ������ � ��� ���

    � � �4�� �5�

    � ��������� ���

    � � �) �� �)�� � �*��� �� �� ��� � � ������� ���������� 1� �������� ���

    ���� ���� ����� �� �� ��� ��� �� �� � )� �'3����� 4**E�+7

    � � �E �� �E��� � �42�&�������� ���� � �����"���� �� ������� ����� ��� "��

    ���� 6���� �� � �������� �������� ���� ��

    ������ �� ����� �� �� &�� '*+ � '42+ '(������ 4*5E<

    3����� 4**E�+� %������ ����� �� � �� ��� ������ ����� �� ��� '1�������� 4*5!� ���� 44�C+ �7 4DG?2 �� ����

    ��� ���� ����< 42GE2 �� ������ ����< E2G!2 �� �������

    ����< ��� )DGD2 �� ����� ��� ������� 1 ������� ���� �� �)�� ��� ������ ����� �� 2�2? '0A���48)+�4� �� ���

    ���� ���� �� �� �� /��� ��� � ���� �����"������ ��

    ������ �� �������� �� �������� ����� �� ��� �� ������ ��

    ����������� �������� '=������ �� �� 4*52< ������ ���0������� 4*52< 1������� ��� 0����� 4*5!< &���� ���

    =��� 4**4< 6������ ��� &����� 4**4+�

    ����� ������ ����

    �� �� ����� ��������� "��� ���� ��������� ������ � ������

    ������� ���� ��� �� ����� ����� �� /��� �� � ������

    ����� ���� �������� ����� ��� ���� ���� �� ��� ����� ��

    �� ������ ������� �� ������ ������ �� ����� � ����� � ���

    ���������� ������ ���� ���� ��� ��� ���� �� ��� ���

    ��� ������� �� �����

  • �������� ����� ��������� ����� ���� ����� ��� �� ����

    ��"� �� �� �������� �������� �������� �� ������ ������

    �� ��� '>��� 4*52< >�� �� �� 4*5)< 3����� 4**E�+ ������ �� ������ �� ��� ��� '1������� ���0����� 4*5!+�

    �� �������� ������ �� ��� ������ ��� �� �����

    �� �� �������� �� ��� ���� 42�42 ���4 ����� �� ���������� ���� ���� ������� ��� �� �� ����������� �����

    ������ 6���� �� ��� ����� ��� ���� � ����� �����

    �� ���� ������� ������������� &�������� ����� ����

    ��� � ���� ��� �� ����� ��� � ����� �� .��� ?�

    1��� ����� ��� ��� �� ������� ��� ������ ������ ����

    �� -�

    ����� '>��� 4*52+ �� �������� ������������ ����

    �� ����� �������� ������ F����� ������ '(������ 4*5E< 3�����

    4**E�+ ��� �� ��������� �� ������ ���� ����������

    ������ ���� ���� ��� ����� �� �� ���������� �����

    ���� ����� �� ��� ��� ���������� �� ���� �������� �� ����

    ����� ��� ������ �� ������ ���������� ����� ��

    2�?E� 2�2? �90A�����4 '?�E� 42�?�E����4+ �� ��������� �� ����� �� �������� ���� ������� ������

    � ���� ���� ������ �� �������� ������� ��� ����

    ������������ ����� �� ���� �� �� '3����� 4**5+� ��

    ��� ���� ��� ����� �� � ��� �� �������� ����������

    ����� �� ����� �������� ������������ '(������ 4*5!+� ����

    �� ���������� �� ���� ����� �� � ��� ��� ������

    �� �� ���

    ���� � �� �44�

    ������� �� ����������� �� ���� ��� � 2�2) � 2�2?�

    -� ����� ����� ��� ��� �������� ������� ���������

    ����� ��� �� ���� �� 42? ���4 ��� �� ������ �� ������� ������� �� ������ ':��� ��� 3������ 4*52+� 1�������

    ��� ������� ����� �� �� �� ������ �� �� �����

    ��� �� ������ ����� ��� ������� ����������� ������

    ������� ���� � ����������� ����� �� �� �����������

    42 ���4 ���� ����� �����"������ ��� �� ������ �������� 6������ ����� �������� ���� ��� :���

    ��� 3����� '4*52+� � ������� �� �� �������� �������

    �� .��� ? �� ��� ���� ������� ������������ ���� ������

    1� ��� ����� �� � 48E �� �������� �� ���� ���� ��������� '-�� ��� 9���� 4*!4< :� �� �� 4*!)< 3�������� 9���� 4*!*< :��� ��� 3������ 4*52< H������ 4**4+ ��

    �� ���������� ��� ��� �����������

    ����# $�%�������

    0�������� �� ������ ���������� ��������� ����������� �������

    ��������� �� ����� ������ ��� �������� � ������� ��������

    ��� ���� ������� ����� ������� �� ������ ������

    '>��� ��� >������ 4*5!< &���� ��� =��� 4**4+� ��

    ������� ���� �� ����� ��� ������� ���� ���� �������� ��

    ��� ������ �� ���"���� ���"���� ���� �� ���� ��

    ������ ����� ���� ����� '.���� �� �� 4*5*+� 6������ ���� ����� �� ���� ������� �� ��� ������ ��

    �� ���"���� ����� �� ���� �� 4:A� '������ ��� J����

    4*!!+� 1� �������� �������� ��� ��� � �����"���� ����

    �� ������������ ������������ ��������� ���������

    ���� �� ���� �������� '-������ �� �� 4**4< 6������ ���&����� 4**4+� ��� /����������� ��������� ���� ����

    ������� �� �������� ������� ���� �� ������� ���

    ������ ��� ���� �� �������� �� �� �������� ��� ������

    �� ��� ������ 'B��� ��� 0������� 4*!5+� ����� ��

    �� �� ����� ���� �������� ������ ���� �� ���

    ����� ������ '-��� ��� 1�������� 4*54< ���� ���

    (��� 4*54< ����� 4*5)�+� �� ���� �� ������ ��

    ����� ������ �� ����� ����� �� ����� �� .��� D�

    ����& ��%��� ��'� ��� ������

    3������� ������ �� ����� ����� ������ ��� ���

    ���������� ���������� � �������� ��� ������ ������

    ���� ����� �� ������ �������� ��� ���������� 6���� ��

    ������� �� ��� ���� �� "�� ������������ ����� ���������

    'A���� �� (����� 4**2+� .� ������ �� ����� ��������

    ����� ����� '����������� 4��) �����+ � ���� ��� ��

    �������� ��� ���� �� ����� �� ������� �� � �����

    �������� 1 ���� ���� �� ����� �������� �������� ��

    ���� ���� �������� �� �� ��� �� � /�� ����� �� �� ���� ���

    �� �� /�� ��� (���������� ��� ������� ����� ���

    ������� ��� /���� � �� ����� �� � ���� ���� ������

    ������� �� ����� ���� ����� ������ ���� ������ /��� '���

    ������� /��� ���� �������� ����� �� �����+ ���� �

    ,��� ��� ��� ������� �� �� ������ ����������� 6���� ��

    �� �� ������� ��� ��� �� ��� ������ ��� ������

    L Limestone

    N Novaculite

    T TuffS Oil shale

    M Qtz-monzonite

    G GraniteC Concrete

    G, Pc= 53

    G, Pc= 150 MPa

    G, Pc= 100G, Pc= 200

    G, Pc= 0

    G,Pc= 0 NST

    LM

    LG

    C

    T

    Log (Strain rate) (sec–1)

    50–5–10

    Diff

    eren

    tial s

    tres

    s (M

    Pa)

    10

    100

    1000

    10 000

    ������ &���� �� ����� �� �� ����� ����� ������� ������� �� �������� ������� � ��� ������� ����� �����

    ������� ':�������� �� �� 4*!C�+

    ���� ������ �� ����������� ���

  • ��� ��� ��� �� ��� ������� �� �� /����� ������������

    ������ ������ ��� �� ������ '1��K� �� �� 4*5)<0����� 4*5E+ ���� ����� ���� ������ �� ��������� ����

    �������� ��� "�� ������ ��� �� �������� '0���� 4*C)<

    >������� 4*CE< -��������� 4*C5< 6������ ��� (���� 4*!2<

    A��� �� �� 4*!)< ���� ��� 6���� 4*!)< 6�� ��� ;����4*!C< 6�� 4*52< =� ��� 6������ 4*54+ ���� ���� � ����

    ������� ���� ������ ����� �� '.��� C+� ���� ���� ���

    � ���7 �� ���� �� � !2I ������ ���� � ���� ����� ��

    �� �� ����� ����� ������ �� A��� �� � '4*!)+� 1�������� ���� � �����"���� �� ����� � ��� ����������� �� ����

    ����� �� �� ��������� ���� �� ��� ��� ���� ���� ��

    ����� �� ����� A��� �� � '4*!)+ ���� � ���� �� ������������ �� ������ ��� ���� 4�� ����� �� ���� �����

    ��� ���� ��� ������� ���� ���� ��� ���� �� ��� ����� ��

    �� ������� ����� =� �� �� ����� ������ �� ������� �����

    �� �� ��� �� ��� �� ���� ���� ��� ������� ��� � ���

    ����� �� /�� �� �� �� ��

    �� ���������� �� �� ����

    ���� ����� ��� ����� ������ ���� ���� �� ���� ��

    ������� ����������� �� �� ��������� .������ ��

    ������ ���� � � ��� �����"��� 1� �������� �� ����� E�

    � ��� ���� ��� ��� ������ �������� �� �����������

    ����� ������ �� ������ ����� ���� � �������� �� ���

    ��������� ������ ��� ���� �������������� ������

    ������ '������ ��� L������ )222+�

    �� ������� ��������� �����

    %����� �������� ������� ��� �� ������ �� ������

    ��������� ������ �� ����< ���� �� ����� ��� �� ����

    ������� ������ �� �������� �������� ����������� J��

    ������ ������ � ������ ������� ��� ���� ���������� ���

    �������� ������ ������� ���� ����� ��������� ��

    ����� ���� 1� ����� ����� ������� ����� ������ � ����

    ���� �������� 1� �� ������������ ��� ���� ����

    ����� ���������� � ���� �� ��

    �������� �����������

    ���������� ��� ��������� ���� �� ����������� ��

    � ���� ������������ ������������ ���� ��� ��� ������

    ��� �� ������ ������������� �� ��������� ������ ��

    �� �������� ������ �� ���������� ����� � /���G���

    ���������� � �� ��� ���������

    ��� (�����)� !�" ��� �������� ������

    �� ��� ����� �� ���� ���� &�� 'E+ ������ � ����� ��

    ������������ �� ��� �������� �������� �� �� ��� ����

    ��� ����� ��������� "��� -�� '4*!5+ �������

    �������� ������� ���� �� ���� ��� ������ ��� ����� ����

    ���� �������� ��� �������� ��� �� ������ ���������

    �������� 6 ������� ���� �� ����������� �������

    ������� ��� �� ��� ������ ���� ����� ���� ����� �

    �������� ���������� �� � ������ ���� �������� ����

    � �� �� -��$� ���7

    � � 25D��� � D20A�� 2C��

    �� � )220A�

    )22 � �� � 4!220A��4)�

    1� �������� �� �� ��� ������� &�� '4)+ ��� ���� �� �

    � ������ ������������ �� ������� �� ��� ������ ������

    �� ������ �� �������� � ���� ���� ��� ��� � ������ ��

    ������ � ���� ���� ���� ������ ������ ��� ��������

    ��� �������� ���� ���� ����� ������ � ����� ����������

    ������ ��� ��� ��������� ������ �����"������ ���

    ���� ���� ������ �� &�� '4)+ '� ����� E�)+� .��������

    Qtz Diorite

    1000

    100

    10

    1

    0.10.01 0.1

    Sample length (m)

    Frac

    ture

    str

    engt

    h (M

    Pa)

    1 10

    Coal (Bieniaw.)NoriteBasaltLimest. (Koifm.)Marble (Mogi)Shale (Heuze)

    ������ � &���� �� ����� �� �� ����� ������� H����������� �� �� �� !2I � ���� ����� �� ����� ������ 1��

    ���� � �� �������� ��������

    5000

    2000

    1000

    500

    Diff

    eren

    tial s

    tres

    s (M

    Pa)

    0 200 400 600 800

    Temperature (°C)

    Westerly graniteTullis and Yund, 1977; Pc=1000 MPaTullis and Yund, 1977; Pc= 500Wong, 1982; Pc= 400Wong, 1982; Pc= 250Wong, 1982; Pc= 80

    ������ � &���� �� ������ �� ����� ����� ������ ����������� �� ����� ������

    ��� ������� �� �����

  • ������� � �� ������ �� &�� '4)+ �� ������ �� .���� 4���� �� ���� ��������� � ����� �� ��������� ��� ������

    ���� �� &�� '4)+ ���� � ��� �� � �������� ��� �� ����

    ����

    3� �� ����� �� �� ����� ���� �� ������ �� �� �����

    ���� ��� � �������� ����� �� ���������� 1�������

    ���� �� �� ������� ������"������ �� �� ��� �� ���������� ����

    ��� � ����� �� �� ���������� ����� �� ������ �����

    � ������� ������������ �� ���� ������ ��� ���������

    ������ �� ���� ������������ ������ ��������� �����

    �� ������ ������ ��� ����� �� .��� 4�� ����� ��

    ���� ��� ������� ������ ����� �� � � �� �����

    ������ /���� ������ � ������� ������������ �� �� ���

    ������ ����� �� �� ���� �� ��� ������ � �� ������ �

    ,������ .� ������ ��� ������ ���������� ������ � ,����� ��

    ��� ����������� �� ���� �������� ����� ������ ���� ����

    ��� �� ���� ���� ������� �� ��������� ������ ���

    '&�� 4)+� �� ���� ���� �� ��������� ������ ����� �����

    � �������� ��� ����� �� ������ ������ �� �� ����� "���

    �� ����� �� ��������� ���� ��� �4� �E �� �� ���������� �� &��� ')�+ ��� 'D�+ ��� � �����

    �� �)� 2 � ����������������4 �� �

    � )� 2 � �������������

    �4E�

    �� �� ������� ���� ��� ����4�� ��� ��� )�� 48���&������� '4E+ ����"� �� ��������� ����� ���� ��

    ��������� ������ ��� �� ������������ � �� �2 ��� �� �� ���&�� '4E+ ��� ����� ��������� ����� ���� �� ���

    ������ 1������� ������ ��� ������ �� �� �������� ����

    ����� �� �� ����� �� �� &��� ��� �� ��� ��������

    ������������ ���� �� ������� �� �� ��� �� ������� ���������

    &�� '4E+ ����� �� �� �� �� ��� ����� �� ���� �� ��

    ��� ����� �������� �� �������� ������ ���� ���������

    ������ ����� �� ���"�� �� �� ���� �������� ��� ������� �� �� * �� '6������� 4**4< ������ ��� L������

    )222+ '���� � (���� ?2 �� 0�:�

    �� � ��� (���� E?�� L����� ��� L�����+� ��� "�� ���������� ������� ����

    �� ������ ��� ��� ��� �������� �������� ���� ��������� ������ �� ������� ��� �������� ��������

    '���� -��$� ���+�

    ;���� �� ��� ����������� ��� �� ��� &�� '4E+� ��

    �������� �� ���� ���� ���� �� �� ����� ��� �� �� ���� ���

    � ������� ��� &��� ')�+ � '4)+ ������ �� �������� ��

    �� �� �� �������� ����� �� ������ �� �������� �� ��

    �� �� �������� ����� ��� � ����� �� ����� ��� �����

    �������� ��������� �� ����� 1�����$� ���������� ����

    �� �� &���$� ����� �� �� �� �������� ����� �� ������

    �� �� �� ���� �� ��� ���� �� &���$� � �����

    '1������ 4*D4+� ��� �� ������ ���� �� ���� ���� ����

    �� �� ������� ���� ���������� ���� �� �������� ��

    ����� ���� �� ��������� ����� ������ �� �� �����

    ��������� �� ��� �E7

    �� ��E � �2 � �� �

    � ��� � 4

    �����

    � �

    4� �)� ���

    �����

    �4?��

    ��� �� ���������� ����� ����� ������ �� ��� �47

    �� ��4 � �2 � �� �

    � ��� � 4

    �����

    � �

    4� �)� ���

    �����

    �4?��

    '.��� !+ '�� ������� ��� ����� '4**4++� '6 � ��� ���

    �� �"������ ��� ����4���+ &�������� '4?�+ ��� '4?�+ �������� �� .��� ! ������� �� 1�����G-�� ���������

    �� ���� ������ ���� �� �� ������� �����

    ��� �������� �� ������ �����

    3������� �������� �� ��������� ������ ������� ����

    ���� ������ �������� ������ ��� ������� ������� �����

    ������ �� ������ ����� ���� �� ����� �� -��$� ���

    '2�C� 2�5D+� �� ����� "�� ���������� �� ������ �����

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    Dep

    th (

    km)

    Nor-dry

    Rev-dryNor-hydLithostatic26.5 MPa km–1

    Rev-hyd

    0 400 800 1200 1600

    Differential stress ( 1– 3) (MPa)

    ������ 1�����G-�� ��������� ���� ���� ���� ��

    �� 'B�+ ��� ����� '%�+ �������� ���������� ����

    ���������� '6��+ /��� ���� �� 420A� ���4 ��� �� /������� '=�+�

    ���� ������ �� ����������� ��

  • ������� ������� ��� ������� ����� ���� ��������

    '�� �� ������ L����� �� �� 4*5!< ������ ��� L������)222� ��� ��� ������ �� ���� �����+� ���� ���� ������

    ������ �� � ���� ���� ��������� ���� � �������� ��� ��� ��

    ������� �� �� 2�DG4�2� �� ����

    �� �� ������ ���� �������������� ���� -��$� ��� ��� � ������� �� �� ��

    ��� �� ��� ����� ����� '�������� �� ������� �����+�

    .���� ��� � ������ �� ��� ������� �������� ��� ����

    ���� ���� �����"���� ������ ����� ������ �� ���������

    ���� ������ ����� ��� ��� ������ ����� ����� � ������

    ������� �� ������� ������� ���� ��� ��� ��������

    �������� ��� ��� ��������� ������ ���� -��$� ���

    'B����� ��� A������ 4*CD< -��� 4*!5< ���� �� �� 4*52<0�� �� �� 4*5E� 4*5C� 4**C� 4**!< >����� �� �� 4**2<0�

    �� �� �� 4**)� )222+ '.��� 5+� (������� ������ ���� ������ ���� -��$� ��� ��� � ��


Top Related