Damage propagation model and its application to rock engineering problems

A unitary framework of constitutive modelling of jointed rock is proposed in this paper. Seepage pressure, which is important especially for hydraulic structures, is included in generalized free energy function, similar to a state variable rather than just a loading. The damage-induced dilatancy is characterized by a special term in free energy function. A damage evolution law based on endochronic theory is proposed. And finally, some numerical results of the mechanical behaviour of this model and its application to Kölnbrein dam in Austria and Xiaowan dam in China are presented. Cet article propose une formulation générale d’une loi de matière destinee à la description de rochers crevassés. L’influence de courants de filtration, laquelle est de grande importance en particulier pour les ouvrages hydrauliques, n’a plus été considérée comme une charge externe, mais est entrée directement, en tant que variable, dans la formulation de l’expression énergie. La décohésion résultant de la destruction du rocher a été intégrée dans la fonction énergie par un paramètre spécifique. Une loi relative à l’agrandissement du système de diaclases basée sur la théorie endochrone est proposée. L’applicabilité de la théorie est démontree à la lumière des barrages Kölnbreinsperre et Xiaowan, situés respectivement en Autriche et en Chine. Eine allgemeine Formulierung eines Stoffgesetzes für die Beschreibung von geklüfteten Fels wird in diesem Aufsatz vorgeschlagen. Der Einfluβ von Sickerströmungen, welcher vor allem für Wasserbauten von groβer Bedeutung ist, wurde direkt in die Formulierung des Energieansatzes als Variable aufgenommen und nicht bisher üblich als externe Last betrachtet. Die durch die Felszerstörung entstehende Entfestigung wurde durch einen speziellen Parameter in die Energie Funktion aufgenommen. Ein Gesetz für die Zunahme des Kluftsystems, basierend auf der Grundlage der endochronen Theorie wird vorgeschlagen. An Hand der Kölnbreinsperre in Österreich und des Xiaowan Damms in China wird die Anwendbarkeit der Theorie gezeigt.