A probabilistic approach to sand particle crushing in the triaxial test

Abstract

Single-particle crushing tests have been carried out on the component minerals of a sand and the results have been compared statistically with those obtained for individually marked particles placed in triaxial samples and then subjected to isotropic consolidation and shear tests. The single-particle crushing strength was defined for breakage of asperities and for whole-particle fracture. The results were analysed and compared using particle survival probability curves. Maximum characteristic stresses were estimated for the individual particles embedded in the test specimens using a simplified analysis and then survival probabilities at these stress levels were abstracted from the curves for the single-particle tests. A statistical comparison with the observed particle breakages showed good agreement. A particle breakage factor was defined in terms of the evolution of the particle size grading curve with respect to the smallest particle size and related to the survival probability curve for the breakage of asperities. The degree of crushing as measured by the change in particle size distribution curves seems to be related to the size of the yield surface, with larger evolved yield surfaces causing more particle breakage. Nous avons réalisé des essais de broyage à une seule particule sur les minéraux composant un sable et nous avons comparé les résultats de maniére statistique avec ceux obtenus pour des particules marquées individuellement et placées dans des échantillons sur trois axes puffs soumis à une consolidation isotrope et à des essais de cisaillement. Nous avons défini la résistance à écrasement des particules seules pour la fracture des aspériés et pour la fracture de toute la particule. Nous avons analysé les résultats et les avons comparés en utilisant des courbes de probabilité de survie des particules. Nous avons évalué des contraintes caractéristiques maximum pour les particules individuelles enfouies dans les spé cimens d’essai en utilisant une analyse simplifiée ; ensuite, nous avons soustrait de ces courbes les probabilités de survie à ces niveaux de contrainte pour les essais à une seule particule. Une comparaison statistique avec les fractures de particules observées montrait une bonne concordance. Nous avons défini un facteur de fracture de particule en termes d’évolution de la courbe de graduation des particules par rapport à la plus petite pardcule et relativement à la courbe de probabilité de survie pour la fracture des aspériés. Le degré de broyage mesuré par le changement des courbes de distribution des dimensions de particules semble tÊtre lié à la taille de la surface de fiéchissement, les surfaces les plus grandes causant davantage de fracture de particule.