A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Experimental and numerical study on determination of indirect (splitting) tensile strength of rocks under various load apparatus
On a déterminé la résistance à la traction indirecte (RTI) de plus de 200 spécimens discoïdaux composés de 19 types différents de matériaux rocheux ou d’aspect quasi rocheux en prenant en compte le concept de « ténacité » dans différentes conditions de chargement. Des expériences ont été réalisées sur des arches de chargement en acier présentant différents angles de contact et sur des plateaux à surface plane pour savoir si ces arches et plateaux pouvaient remplacer le dispositif standard de compression par fendage. Un grand nombre des spécimens discoïdaux mis à l’essai à l’aide du dispositif standard de compression n’ont pas cédé et comportaient une fissuration idéale de traction en leur centre, tandis qu’une simple fissuration le long du diamètre vertical a été observée sur la plupart des disques mis à l’essai à l’aide des plateaux à surface plane. On a constaté que, lorsqu’on utilisait des plateaux à surface plane, les fissures prenaient naissance dans la zone de compression, située juste en dessous des points d’application du chargement. Il s’agit d’une observation importante qui permet de critiquer la validité de l’essai réalisé, car on s’attend à ce que la rupture en traction se produise le long du diamètre vertical du disque. Les frottements entre le disque et le dispositif de compression influent beaucoup sur la charge de rupture. De plus, la ténacité constitue un paramètre supplémentaire à prendre en compte lors de l’étude de la RTI de matériaux rocheux. D’après les résultats expérimentaux, on a observé que les valeurs de ténacité augmentaient avec l’angle de contact. Outre l’étude expérimentale réalisée, des analyses par la méthode des éléments finis ont été effectuées sur plusieurs types de disques rocheux différents dans différentes conditions de chargement. On a pu ainsi comparer entre elles les différentes conditions de chargement afin de déterminer la RTI optimale de chaque spécimen. Des analyses expérimentales et numériques ont permis de conclure que le choix d’un type de chargement optimal dépendait du type de roche mis à l’essai. Par conséquent, il n’est pas recommandé d’utiliser un dispositif standard de compression pour déterminer la RTI, quel que soit le type de roche étudié. [Traduit par la Rédaction]
The indirect tensile strengths (ITSs) of more than 200 disc specimens for 19 different rock and rock-like materials were determined by considering the concept of fracture toughness under different loading conditions. Steel loading arcs with various contact angles and flat platens were used in experiments to investigate whether they can be used as alternatives for the standard Brazilian jaw. Many of the disc specimens tested under the standard jaw did not fail with ideal tensile cracking at the centre, whereas simple splitting cracks were obtained along the vertical diameter of most of the discs tested under the flat platens. However, flat platens caused cracks to initiate in the compressive zone just under the loading points. This is an important outcome for criticizing the validity of the test because tensile failure is expected to occur along the vertical diameter of the disc. Friction conditions between the disc and jaw have important roles in the failing load. Moreover, fracture toughness is an additional parameter for investigating the ITSs of rock materials. According to the experimental results, fracture toughness values were found to increase with an increase in contact angle. In addition to the experimental study, finite element analyses were performed on several types of rock discs under various loading conditions. As a result, a comparison between all loading conditions was made to determine the best ITSs of the rocks. Both experimental and numerical analyses concluded that deciding the best loading type depends on the rock type. Therefore, the standard jaw is not recommended to use for determination of the ITS values of all rock types.
Experimental and numerical study on determination of indirect (splitting) tensile strength of rocks under various load apparatus
On a déterminé la résistance à la traction indirecte (RTI) de plus de 200 spécimens discoïdaux composés de 19 types différents de matériaux rocheux ou d’aspect quasi rocheux en prenant en compte le concept de « ténacité » dans différentes conditions de chargement. Des expériences ont été réalisées sur des arches de chargement en acier présentant différents angles de contact et sur des plateaux à surface plane pour savoir si ces arches et plateaux pouvaient remplacer le dispositif standard de compression par fendage. Un grand nombre des spécimens discoïdaux mis à l’essai à l’aide du dispositif standard de compression n’ont pas cédé et comportaient une fissuration idéale de traction en leur centre, tandis qu’une simple fissuration le long du diamètre vertical a été observée sur la plupart des disques mis à l’essai à l’aide des plateaux à surface plane. On a constaté que, lorsqu’on utilisait des plateaux à surface plane, les fissures prenaient naissance dans la zone de compression, située juste en dessous des points d’application du chargement. Il s’agit d’une observation importante qui permet de critiquer la validité de l’essai réalisé, car on s’attend à ce que la rupture en traction se produise le long du diamètre vertical du disque. Les frottements entre le disque et le dispositif de compression influent beaucoup sur la charge de rupture. De plus, la ténacité constitue un paramètre supplémentaire à prendre en compte lors de l’étude de la RTI de matériaux rocheux. D’après les résultats expérimentaux, on a observé que les valeurs de ténacité augmentaient avec l’angle de contact. Outre l’étude expérimentale réalisée, des analyses par la méthode des éléments finis ont été effectuées sur plusieurs types de disques rocheux différents dans différentes conditions de chargement. On a pu ainsi comparer entre elles les différentes conditions de chargement afin de déterminer la RTI optimale de chaque spécimen. Des analyses expérimentales et numériques ont permis de conclure que le choix d’un type de chargement optimal dépendait du type de roche mis à l’essai. Par conséquent, il n’est pas recommandé d’utiliser un dispositif standard de compression pour déterminer la RTI, quel que soit le type de roche étudié. [Traduit par la Rédaction]
The indirect tensile strengths (ITSs) of more than 200 disc specimens for 19 different rock and rock-like materials were determined by considering the concept of fracture toughness under different loading conditions. Steel loading arcs with various contact angles and flat platens were used in experiments to investigate whether they can be used as alternatives for the standard Brazilian jaw. Many of the disc specimens tested under the standard jaw did not fail with ideal tensile cracking at the centre, whereas simple splitting cracks were obtained along the vertical diameter of most of the discs tested under the flat platens. However, flat platens caused cracks to initiate in the compressive zone just under the loading points. This is an important outcome for criticizing the validity of the test because tensile failure is expected to occur along the vertical diameter of the disc. Friction conditions between the disc and jaw have important roles in the failing load. Moreover, fracture toughness is an additional parameter for investigating the ITSs of rock materials. According to the experimental results, fracture toughness values were found to increase with an increase in contact angle. In addition to the experimental study, finite element analyses were performed on several types of rock discs under various loading conditions. As a result, a comparison between all loading conditions was made to determine the best ITSs of the rocks. Both experimental and numerical analyses concluded that deciding the best loading type depends on the rock type. Therefore, the standard jaw is not recommended to use for determination of the ITS values of all rock types.
Experimental and numerical study on determination of indirect (splitting) tensile strength of rocks under various load apparatus
Demir, Serhat (author) / Komurlu, Eren / Kesimal, Ayhan
2015
Article (Journal)
English
Rocks , dispositif de charge , Fracture toughness , essai de traction par fendage , type de fissuration , indirect tensile strength test , résistance à la traction , Geotechnology , Finite element analysis , splitting method , analyses par la méthode des éléments finis , essai de résistance à la traction indirecte , Brazilian test , tensile strength , finite element analyses , Numerical analysis , loading apparatus , Load , Tensile strength
| British Library Online Contents | 2016
Experimental and Numerical Studies on Determination of Indirect Tensile Strength of Rocks
| Online Contents | 2011
Experimental and Numerical Studies on Determination of Indirect Tensile Strength of Rocks
| British Library Online Contents | 2012
Experimental and Numerical Studies on Determination of Indirect Tensile Strength of Rocks
| Online Contents | 2011
Experimental Study of Direct and Indirect Tensile Strength of Rocks
| British Library Conference Proceedings | 1996