Tensile strength of rocks: comparison of different testing methods

Abstract

While direct tensile testing is widely acknowledged as the most accurate method of determining tensile strength, indirect methods are frequently employed, due to the problems and the precision required to obtain viable results with the direct method. Accurate values of tensile strength are very important, especially for design purposes. Thus, values obtained from the direct tensile test are beneficial and they should be compared to other experimental values measured with different methods. This study compares experimental results of standard methods of indirect tensile testing, such as the Brazilian (splitting tensile) test and three and four point bending flexural tests with the ones obtained from direct tensile testing performed following the ASTM standard. For the comparison, a highly isotropic and uniform rock, namely a Moleanos limestone, is used. Results show that bending tests produce higher values than those obtained using the Brazilian test, and in turn, the latter produces also slightly higher values than direct tensile testing.

L'essai de traction directe est généralement considéré comme la méthode la plus précise pour déterminer la résistance à la traction ; cependant, les méthodes indirectes sont souvent utilisées en raison de la difficulté et de la précision requises pour obtenir des résultats viables avec la méthode directe. Il est important d'obtenir des valeurs de résistance à la traction précises, en particulier pour la conception, c’est pourquoi les valeurs obtenues à partir de l'essai de traction directe sont utiles, pour pouvoir les utiliser et les comparer à d'autres valeurs expérimentales et à d'autres méthodes. Cette étude compare les résultats expérimentaux des méthodes standard d'essais de traction indirects, tels que l'essai brésilien (traction par fendage) et les essais de flexion à trois et quatre points, avec ceux obtenus à partir d'essais de traction directs réalisés conformément à la norme ASTM. Pour la comparaison, une roche hautement isotrope et uniforme, à savoir un calcaire du Moleanos, est utilisée. Les résultats montrent que les essais de flexion produisent des valeurs plus élevées que celles obtenues à l'aide de l'essai brésilien et, ces dernières produisent également des valeurs plus élevées que celles obtenues avec de l'essai de traction directe.