The results of a laboratory research programme on the crushing of pumice sands compressed under one-dimensional conditions, at vertical effective stresses ′v up to 100 MPa are reported in the paper. Tests have been carried out on dry pumice sands with initial coefficient of uniformity Cu ranging from 1.18 to 1.66 and with diameters of particles ranging from 0.18 to 2mm. The pumice sands show considerable crushing of particles even at low stresses (about 150 kPa), due to both their intragranular and intergranular porosity. It is shown that the evolution of the grain-size distribution can be effectively represented by the following relation between the absolute value of the decrement of the generic characteristic diameter Dj and ′v: Dj= h/(K(1+C e –hlgv)), where C, h, K are positive parameters depending upon the nature and the initial grain-size distribution of the sand. This Verhulst type relation properly accounts for the existence of an upper limit to Dj. The Hardin’s coefficient of relative breakage also evolves according to a Verhulst type function showing that the pumice sands at high pressures attain a very “stable” gradation and structure. The results of the present research confirm the trend in the evolution of the grain-size distribution of other sands as pointed out in previous papers. It therefore appears that the Verhulst type relation between Dj and ′v holds its validity in general.

Nell’articolo si riportano i risultati di uno studio sperimentale sull’evoluzione della composizione granulometrica di sabbie pomicee sottoposte a compressione 1-D fino a pressioni di 100 MPa. La sperimentazione è stata eseguita su sabbie asciutte con coefficiente di uniformità compreso tra 1.18 e 1.66 e con diametro iniziale dei grani compreso tra 0.18 e 2mm. Il crushing dei grani è significativo per tutte le granulometrie indagate a partire da pressioni efficaci basse (dell’ordine di appena 150 kPa). I risultati della ricerca dimostrano che, anche per queste sabbie dotate di un doppio ordine di pori – intergranulari e intragranulari - esiste una composizione granulometrica limite superiore, e che la variazione del generico diametro caratteristico con la pressione applicata è rappresentabile con una curva di Verhulst: Dj= h/(K(1+C e –hlogv)), nella quale C, h, K sono costanti positive dipendenti dalla natura e dalla forma dei grani, dalla composizione granulometrica iniziale della sabbia, dall’indice di porosità iniziale e dal diametro caratteristico considerato. Questa relazione indica correttamente l’esistenza di un limite superiore per Dj. Anche il coefficiente di breakage relativo di Hardin presenta andamento descrivibile con una curva di Verhulst e dimostra che le sabbie a pressioni alte tendono a raggiungere un assetto strutturale e una composizione granulometrica sempre più stabile e sempre meno suscettibile di modifiche. Questi risultati sono in pieno accordo con quelli precedentemente ottenuti per sabbie di natura differente e indicano che il trend che caratterizza l’evoluzione della composizione granulometrica può ritenersi di validità generale.

ZICCARELLI, M., VALORE, C. (2012). EVOLUZIONE DELLA COMPOSIZIONE GRANULOMETRICA DI SABBIE POMICEE SOTTOPOSTE A COMPRESSIONE 1-D FINO AD ALTE PRESSIONI. MECCANICA DEI MATERIALI E DELLE STRUTTURE, 3(5), 1-15.

EVOLUZIONE DELLA COMPOSIZIONE GRANULOMETRICA DI SABBIE POMICEE SOTTOPOSTE A COMPRESSIONE 1-D FINO AD ALTE PRESSIONI

ZICCARELLI, Maurizio;VALORE, Calogero
2012

Abstract

Nell’articolo si riportano i risultati di uno studio sperimentale sull’evoluzione della composizione granulometrica di sabbie pomicee sottoposte a compressione 1-D fino a pressioni di 100 MPa. La sperimentazione è stata eseguita su sabbie asciutte con coefficiente di uniformità compreso tra 1.18 e 1.66 e con diametro iniziale dei grani compreso tra 0.18 e 2mm. Il crushing dei grani è significativo per tutte le granulometrie indagate a partire da pressioni efficaci basse (dell’ordine di appena 150 kPa). I risultati della ricerca dimostrano che, anche per queste sabbie dotate di un doppio ordine di pori – intergranulari e intragranulari - esiste una composizione granulometrica limite superiore, e che la variazione del generico diametro caratteristico con la pressione applicata è rappresentabile con una curva di Verhulst: Dj= h/(K(1+C e –hlogv)), nella quale C, h, K sono costanti positive dipendenti dalla natura e dalla forma dei grani, dalla composizione granulometrica iniziale della sabbia, dall’indice di porosità iniziale e dal diametro caratteristico considerato. Questa relazione indica correttamente l’esistenza di un limite superiore per Dj. Anche il coefficiente di breakage relativo di Hardin presenta andamento descrivibile con una curva di Verhulst e dimostra che le sabbie a pressioni alte tendono a raggiungere un assetto strutturale e una composizione granulometrica sempre più stabile e sempre meno suscettibile di modifiche. Questi risultati sono in pieno accordo con quelli precedentemente ottenuti per sabbie di natura differente e indicano che il trend che caratterizza l’evoluzione della composizione granulometrica può ritenersi di validità generale.
Settore ICAR/07 - Geotecnica
ZICCARELLI, M., VALORE, C. (2012). EVOLUZIONE DELLA COMPOSIZIONE GRANULOMETRICA DI SABBIE POMICEE SOTTOPOSTE A COMPRESSIONE 1-D FINO AD ALTE PRESSIONI. MECCANICA DEI MATERIALI E DELLE STRUTTURE, 3(5), 1-15.
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