An analytical and experimental investigation of rock indentation fracture

Through a similarity analysis based on a large number of experimental data for rock indentation, relationships between indentation force and either indentation depth or length of radial/median crack are established. These forces are induced by hemispherical, truncated, or cylindrical indenters. The formulas obtained can serve for general use in various kinds of rock with different diameters of the three indenter types. This analysis provides a great deal of information for practical use, such as full face boring and percussive drilling. A travers une analyse de similitude basée sur un grand nombre de données expérimentales sur indentation de la roche, on a établi les relations entre la force d’indentation et soit la profondeur d’indentation soit la longueur de la fissure radiale/médiane induite par des indentateurs hémisphériques, tronqués, et cylindriques. Les formules obtenues peuvent servir à une utilisation générale dans différentes catégories de roches avec des diamètres différents pour les trois types d’indentateurs. Avec cette analyse, on a obtenu d’importantes améliorations pour les applications pratiques, comme pour le forage par explosion et le forage par percussion. Durch eine Similaranalyse einer großen Anzahl von experimentell gewonnenen Daten zur Gesteinsintrusion werden Verhältnisse zwischen Intrusionskraft und Intrusions-Tiefe oder zwischen Intrusionskraft und Länge der radialen/medianen Spalte hergestellt. Diese Kräfte werden durch hemisphärische, stumpfe oder zylindrische Druckwerkzeuge verursacht. Die erhaltenen Formeln können allgemein auf verschiedene Gesteinsarten mit verschiedenen Durchmessern der Druckwerkzeuge angewandt werden. Diese Analyse liefert viele Informationen für die Praxis, beispielsweise beim Vollschnittvortrieb und bei der Schlagbohrung.