Shear-flow coupling properties of a rock joint and its modelling by Geographic Information System (GIS)

Shear-flow coupling tests are conducted using an original apparatus, and a shear-flow coupling model using Geographic Information System (GIS) is developed in order to evaluate shear-flow coupling properties of a rock joint. Shear-flow coupling tests indicate that the hydraulic conductivity of joint once decreases, and then rapidly increases at the shear displacement near the peak shear stress. The proposed model simulates the test results relatively well. However it indicates that it is difficult to apply the local ‘cubic law’ model in the initial shear stage, in which the change of selective flow path is remarkable. Scher-Fliess-Kopplungsversuche werden mit einem neuartigen Versuchsgerät durchgeführt und mithilfe von Geo-Informationssystemen (GIS) gedeutet, um so ein Modell für die Scher-Fliess-Kopplung in Gebirgstrennflächen zu entwickeln. Die Versuche zeigen, dass die hydraulische Leitfähigkeit zuerst abnimmt, dann aber schnell wieder zunimmt sobald die maximale Scherfestigkeit erreicht ist. Das vorgestellte Modell bildet die Testergebnisse relativ gut nach. Es zeigt auch, dass es schwierig ist, das lokale Cubic Law im Initialstadium der Scherbeanspruchung anzuwenden, in dem die Variationen selektiver Fliesswege gross ist. Les essaies hydro-mécaniques couplés en cisaillement sont réalisés grâce à un appareil éxperimental prototype et un modèle de couplage hydro-mécanique utilisant le S.I.G (systeme d'information géographique) développé dans le but d'évaluer les propriétés hydro-mécaniques des joint rocheux. Les résultats indiquent que la conductivité hydraulique des joints décroit puis augmente rapidement en se rapprochant du pic de cisaillement. Le modèle proposé simule relativement bien les résultats expérimentaux ; mais indique également qu’il est difficile d’appliquer localement la loi cubique au début du cisaillement où, les changements d’orientation dans le réseau d'écoulement sont considerables.