Importance of particle shape on stress-strain behaviour of crushed stone-sand mixtures

Kumara, Janaka J.; Hayano, Kimitoshi

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자료유형: 학술저널

저자정보: Kumara, Janaka J. (Department of Civil Engineering, Tokyo University of Science) Hayano, Kimitoshi (Department of Urban Innovation, Yokohama National University)

저널정보: 테크노프레스 Geomechanics & engineering Geomechanics & engineering 제10권 제4호

발행연도: 2016.1

수록면: 455 - 470 (16page)

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In ballasted railway tracks, ballast fouling due to finer material intrusion has been identified as a challenging issue in track maintenance works. In this research, deformation characteristics of crushed stone-sand mixtures, simulating fresh and fouled ballasts were studied from laboratory and a 3-D discrete element method (DEM) triaxial compression tests. The DEM simulation was performed using a recently developed DEM approach, named, Yet Another Dynamic Engine (YADE). First, void ratio characteristics of crushed stone-sand mixtures were studied. Then, triaxial compression tests were conducted on specimens with 80 and 50% of relative densities simulating dense and loose states respectively. Initial DEM simulations were conducted using sphere particles. As stress-strain behaviour of crushed stone-sand mixtures evaluated by sphere particles were different from laboratory specimens, in next DEM simulations, the particles were modeled by a clump particle. The clump shape was selected using shape indexes of the actual particles evaluated by an image analysis. It was observed that the packing behaviour of laboratory crushed stone-sand mixtures were matched well with the DEM simulation with clump particles. The results also showed that the strength properties of crushed stone deteriorate when they are mixed by 30% or more of sand, specially under dense state. The results also showed that clump particles give closer stress-strain behaviour to laboratory specimens than sphere particles.

#discrete element method #fouled ballast #railway track #stress-strain behaviour #triaxial test

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이 논문의 저자 정보

Kumara, Janaka J.

소속기관 Department of Civil Engineering, Tokyo University of Science

주요연구분야 공학 > 기타공학 > 기타 공학

논문수 2 이용수 13

Hayano, Kimitoshi

소속기관 Department of Urban Innovation, Yokohama National University

주요연구분야 공학 > 기타공학 > 기타 공학

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