Analyzing the Effect of Discontinuities on Cratering Behavior Using Small- and Large-Scale Single-Hole Blast Tests

ABSTRACT: This study investigates the influence of joint set orientation on rock mass blastability using the Single-Hole Blastability Index (SHoBI) framework. Small-scale tests on homogeneous rock blocks were performed to establish a controlled reference, while bench-scale single-hole blast tests were conducted in jointed rock masses under operational conditions with varying joint orientations. Crater profiles were analyzed using topographic data and modeled through a power-law equation to extract performance parameters: the extent coefficient (C) and the shape exponent (s). The results demonstrate that joint orientation significantly affects both the symmetry and extent of breakout, with craters tending to widen in directions aligned with joint sets. Oblique joints caused asymmetrical breakouts and reduced fragmentation efficiency. The study confirms the SHoBI method’s effectiveness in capturing the impact of geological structures on blast performance and provides quantitative insight for optimizing blast design in jointed rock masses.

RÉSUMÉ: Cette étude examine l'influence de l’orientation des systèmes de joints sur la blastabilité de la masse rocheuse à l’aide du cadre analytique SHoBI (Single-Hole Blastability Index). Des essais à petite échelle sur des blocs homogènes ont servi de référence contrôlée, tandis que des essais à l’échelle du banc ont été réalisés en conditions opérationnelles sur des roches fracturées, avec différentes orientations de joints. Les profils de cratère ont été analysés à partir de données topographiques et modélisés par une équation en loi de puissance pour extraire deux paramètres : le coefficient d’extension (C) et l’exposant de forme (s). Les résultats montrent que l’orientation des joints influence fortement la symétrie et l’étendue des cratères, ceux-ci s’élargissant davantage dans la direction des joints. Les joints obliques entraînent des cratères asymétriques et une fragmentation moins efficace. L’étude confirme l’utilité du modèle SHoBI pour quantifier l’effet des structures géologiques sur la performance du sautage et pour améliorer la conception des tirs en milieu rocheux fracturé.