بررسي شكست ذرات مصالح سنگ‌ريزه‌اي در آزمايش سه محوري

Assessment of particle breakage in rockfill materials using triaxial testing

در همه مصالح سنگ‌ريزه اي بر اثر تنش هاي اعمالي زياد، دانه‌ها شكسته مي‌شوند. شكست دانه‌ها و خرد شدن آن‌ها به دانه‌هاي كوچك‌تر باعث كاهش مقاومت برشي و افزايش تغيير شكل مي‌شود. معمولاً شكست دانه‌ها كه در آزمايش‌هاي سه‌محوري مشاهده مي‌شود را با شاخص شكست مارسال، ، بيان مي‌كنند. در اين مقاله روشي براي محاسبه در هر سطح از كرنش محوري در آزمايش‌هاي سه‌محوري ارايه مي‌گردد. بدين‌منظور از اصل مينيمم انرژيRowe استفاده مي‌شود. پارامتر كليدي در روش ياد شده براي محاسبه ، مقدار ، زاويه اصطكاك مصالح بدون در نظرگرفتن اتساع و شكست ذرات است. بررسي‌ها و آزمايش‌هاي صورت گرفته نشان داد كه ، زاويه اصطكاك مصالح سنگ‌ريزه اي در تنش هاي محدود كننده موثر كم‌تر از kPa 200 به‌شرط ايجاد شرايط حجم ثابت و در كرنش نظير حالت حجم ثابت است. هم‌چنين تغييرات نسبت انرژي شكست و فاكتور شكست مارسال با تنش محدودكننده در كرنش نظير گسيختگي با رابطه خطي قابل ارايه است.

All rockfill materials subjected to stresses above the normal geotechnical ranges exhibit considerable particle breakage. Particle breakage and crushing of the large particles to smaller ones result in a lower strength and higher deformability. The breakage of particle that is observed in the large scale triaxial tests, is usually expressed quantitatively by the Marsal breakage index, . This paper presents a method for calculating at any axial strain level in the large triaxial tests. The model used Rowe’s minimum energy principle ratio. The key parameter in modeling , is the friction angle which excludes dilation and breakage effects, . The results indicate that the internal friction angles at confining pressure equal and less than 200 kPa at the constant volume state is a unique value. Moreover, there is a linear relationship between the variations of energy spent on particle breakage to Marsal Breakage index with confining pressure, at failure axial strain.