Application of rock mass classification techniques to weak rock masses: A case study from the Ruahine Range, North Island, New Zealand

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Abstract

Rock mass classification systems were first generated for use in engineering applications, but their potential for utilization in geomorphic studies has since been recognized. These techniques were mostly developed for hard rock environments, and questions remain about their applicability to weak rocks. Here, the applicability of three rock mass classification techniques (rock mass strength (RMS), rock mass rating (RMR), and slope mass rating (SMR)) to weak rock masses was analyzed. Techniques incorporated parameters such as uniaxial compressive rock strength, discontinuity condition and orientation, and groundwater ratings. Rock mass classification values were determined from 14 profiles sited on recently excavated road cuttings on the Saddle Road, in the Ruahine Range, North Island, New Zealand. This is an important transport route across the North Island's axial ranges, with the road excavated into weak late Pliocene – Early Pleistocene mudstone. Mean slope and minimum slope angle were measured at each profile in concert with the rock mass classification schemes. The three classification techniques all appear to have limited usefulness given the subaerial conditions prevalent at the study site. It would appear that the relative weightings of the different parameters within the RMR, RMS, and SMR classification schemes would need modifying for weak rock masses, but the precise details of this are difficult to determine.

Les systèmes de classification des massifs rocheux ont été d'abord générés pour être utilisés dans les applications de génie, mais leur potentiel pour leur utilisation dans les études géomorpholoigiques a depuis été reconnu. Ces techniques ont principalement été développées pour des environnements de roches dures, et on se questionne toujours sur leur applicabilité aux roches molles. Ici, on a analysé l'applicabilité de trois techniques de classification de massifs rocheux (« rock mass strength (RMS) », « rock mass rating (RMR) », et « slope mass rating (SMR) ») aux massifs de roches molles. Les techniques incorporaient les paramètres tels que la résistance en compression uniaxiale de la roche, la condition de discontinuité et d'orientation, et les évaluations des eaux souterraines. Des valeurs de classification de massifs rocheux ont été déterminées à partir de 14 profils situés dans des coupes de routes excavées récemment sur le Saddle Road, dans le Ruahine Range, le du Nord, Nouvelle-Zélande. Il s'agit d'une importante route de transport à travers des chaînes axiales de l'le du Nord, avec la route excavée dans le mudstone mou du Pléistocène récent et ancien. La pente moyenne et l'angle minimum de la pente ont été mesurés à chaque profil de concert avec les schémas de classification des massifs rocheux. Les systèmes RMR, RMS et SMR semblent tous avoir une utilité limitée donnée par les conditions subaériennes qui prévalent sur le site de l'étude. Il semblerait que les poids relatifs des différents paramètres dans les schémas de classification RMR, RMS et SMR auraient besoin de modifications pour les massifs rocheux faibles, mais les détails précis de ces modifications sont difficiles à déterminer.

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