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Modelling size effect on rock aggregates strength using a DEM bonded-cell model
Indexado
WoS WOS:000569495100002
Scopus SCOPUS_ID:85091044087
DOI 10.1007/S11440-020-01054-Z
Año 2021
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Empirical evidence has shown that particle breakage affects the mechanical behaviour of granular materials. The source of this mechanism takes place at the particle scale, and the main consequence on the macromechanical behaviour is increasing compressibility. Due to the inverse correlation between particle size and particle crushing strength, coarse rockfill materials are particularly vulnerable to mechanical degradation due to particle breakage. However, such coarse materials do not fit in standard laboratory devices, and the alternative of large sample testing is usually unavailable or too expensive. Alternatively, recent works have proposed multi-scale approaches using the discrete element method (DEM) to carry out numerical testing of coarse crushable materials, although few studies have focused on size effects. This article presents the application of a DEM bonded-cell model to study particle size-strength correlation on angular rock aggregates. Each particle is modelled by a cluster of perfectly rigid polyhedral cells with Mohr–Coulomb contact law. Constant cell density within particles implies that the presence of potential fragmentation planes increases with size. Therefore, particle strength decreases with size. A comprehensive sensitivity analysis was carried out through 1477 particle crushing simulations in a given particle size. Based on published experimental data on calcareous rock aggregates, part of the simulations were used for calibration, and 97 additional simulations of a coarser size fraction were performed for validation. The results show a good agreement with the empirical data in terms of size effect and data scatter through Weibull statistics.

Revista



Revista ISSN
Acta Geotechnica 1861-1125

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Geological
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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Huillca, Yoshiro Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Silva, Matías Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 OVALLE-LETELIER, CRISTIAN Hombre Polytechnique Montréal - Canadá
Research Institute on Mines and Environment (RIME) - Canadá
Polytech Montreal - Canadá
Res Inst Min & Environm RIME UQAT Polytech - Canadá
UQAT-Polytechnique Institut de Recherche en Mines et Environnement - Canadá
4 Quezada, Juan Carlos Hombre CNRS Centre National de la Recherche Scientifique - Francia
INSA Strasbourg - Francia
5 Carrasco, Sergio Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Polytechnique Montréal - Canadá
Polytech Montreal - Canadá
6 Villavicencio, Gabriel Eduardo Hombre Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile

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Financiamiento



Fuente
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Agradecimientos



Agradecimiento
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