فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مصالح دانه‌ای که امروزه در بسیاری از پروژه‌های مهندسی همچون سدهای سنگریزه‌ای و خطوط راه‌آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند، دارای تنوع بسیاری در شکل می‌باشند. این تنوع شکلی در محدوده بسیار تیزگوشه تا کاملاً گردگوشه قرار می‌گیرد. شکل مصالح دانه‌ای بر روی خواص مکانیکی دانه از جمله مقاومت شکست و زاویه اصطکاک داخلی تأثیر می‌گذارد. در نتیجه رفتار مکانیکی توده مصالح دانه‌ای وابسته به شکل دانه‌ها می‌باشد. به منظور بررسی تأثیر این خصوصیت، انواع مختلفی از دانه‌ها در شکل‌های کره، استوانه، مکعب و هرم که در برگیرنده طیف وسیعی از شکل مصالح دانه‌ای طبیعی می‌‌باشند، به صورت مصنوعی، در محدوده اندازه 1 الی 2/5 سانتی‌متر ساخته شدند. آزمایش‌های تراکم‌پذیری تک‌ محوری کوچک-مقیاس بر روی هر یک از شکل‌های مصالح دانه‌ای در شرایط یکسان شامل نسبت تخلخل اولیه و تنش حداکثر انجام گرفت و بعد از هر آزمایش، رفتار تنش-کرنش و مقدار شکست مصالح با استفاده از فاکتور شکست هاردین به دست آمدند. سپس نتایج حاصله، با استفاده از مدل تحلیلی مک‌داول و همکاران که بر مبنای اصل پایستگی انرژی می‌باشد، ارزیابی گردید. این مدل دارای 7 پارامتر می‌باشد که به نسبت تخلخل اولیه دانه‌ها، جنس، شکل، اندازه و مقاومت دانه‌ها در برابر شکست بستگی دارند. ارزیابی و مقایسه نتایج، حاکی از قابلیت این مدل تحلیلی در پیش‌بینی رفتار تراکم‌پذیری مصالح دانه‌ای هرمی ‌شکل می‌باشد. به طوری که با تیزگوشه‌تر شدن مصالح، تراکم‌پذیری و شکست مصالح افزایش می‌یابند. همچنین با افزایش انرژی سطحی شکست مصالح، تأثیر شکل در تراکم‌پذیری دچار کاهش می‌گردد.