Some New Essential Questions about Scale Effects on the Mechanics of Rock Mass Joints

There is a set of settled ideas in the field of the mechanics of rock mass joints, that need a deep revision, after the last experimental works of several authors. In this paper, this theme is approached under several viewpoints, like the following ones: the essential influence of the mating or mismatching of rock joints on their strength (different strength models are applicable to these two situations, one leading preferably to normal scale effects, and the other to inverse scale effects); Patton's model is a bad formulation of the joint strength, whenever there is a dilation effect in the slidings (actually, the essential consideration of the amplitude of the roughess isn't made by any limit equilibrium model, like Patton's model); the joint strength increases as the width perpendicular to the sliding direction is reduced (previous works of other authors suggested the independence of the strength on that width); the reduction of the anisotropy of the roughness, as the sample symmetry and sample dimensions increase; there is no scale effect in the discontinuity mechanics, if there is no roughness heterogeneity; when only the same roughness and undulation orders are involved in the tests, shorter samples have larger peak displacements and lower shear stiffnesses than larger samples (usually, the contrary is admitted). For all these reasons, there isn't an easy correlation between the small scale tests and the natural large joint scale. Only "in situ" large scale tests have some representativeness. All the above mentioned questions are correlated to each other. Es gibt eine Menge eingewurzelter Ideen im Gebiet der Mechanik von Felsklüften, die, nach den letzten experimentellen Arbeiten von mehreren Verfassern, eine tiefe Überprüfung benötigen. In dieser Mitteilung, wird dieses Thema unter mehreren Blickpunkten angegangen, wie die folgenden: der wesentliche Einfluß des Zusammenpassens oder nicht Zusammenpassens von Gesteinsklüften auf ihre Festigkeit (verschiedene Festigkeitsmodelle sind auf diese zwei Situationen anwendbar, eins, das vorzugsweise zu normalen Maßstabseffekten führt, und das andere, das zu umgekehrten Maßstabseffekten führt); Pattons Modell ist eine schlechte Formulierung der Kluftfestigkeit, immer wenn es einen Dilatationseffekt in den Verschiebungen gibt (in Wahrheit, wird die wesentliche Berücksichtigung der Rauheitsamplitude von keinem Grenzgleichgewichtsmodell beachtet, wie Pattons Modell); die Kluftfestigkeit wächst wenn sich die Breite senkrecht zur Verschiebungsrichtung verringert (frühere Arbeiten anderer Verfasser suggerierten die Unabhängigkeit der Festigkeit von jener Breite); die Verringerung der Rauheitsanisotropìe, wenn die Probekörpersymmetrie und Probekörperabmessungen zunehmen; es gibt keinen Maßstabseffekt auf die Trennflächenmechanik, wenn es keine Rauhheitsheterogenität gibt; wenn nur die gleichen Rauheits- und Ondulationsgrößenordnungen in den Versuchen verwickelt sind, haben kürzere Probekörper größere Spitzenverschiebungen und geringere Schersteifigkeiten als größere Probekörper (gewöhnlich, wird das Gegenteil angenommen). Wegen aller dieser Gründe, gibt es keine einfache Korrelation zwischen den Versuchen im kleinen Maßstab und dem natürlichen großen Kluftmaßstab. Nur "in situ" Versuche im großen Maßstab sind einigermaßen repräsentativ. Alle die oben erwähnten Fragen hängen miteinander zusammen. Il y a un ensemble de des bien établies arrière-pensées idées dans le champ de la mécanique des discontinuités en massifs rocheux qui ont besoin d'une profonde revision, après les derniers travaux de divers auteurs. Dans cet article cette matière est abordée sous divers points de vue, comme les suivants: la signification essentiel de l'ajustement ou du désajustement des discontinuités dans leur résistance. Des différents modèles sont applicables à ces deux situations, une conduisant de préference à des effets d'échelle normaux et l'autre à des effets d'échelle inverses; le modèle de Patton est une mauvaise formulation de la résistance des joints quand il y a effet dilatant dans les glissement. En effet la contribuition essentielle de l'amplitude de la rugosité n'est pas consideré par aucun modèle d'équilibre limite comme le modèle de Patton; la résistance des joints croit au fur et à mesure que la largueur perpendiculaire à la direction de glissement est réduite. Des travaux antérieurs d'autres auteurs suggéraient que la résistance était indépendant de cette largueur; la réduction de l'anisotropie de rugosité au fur et à mesure que la symétrie et les