Szemalak hatásának vizsgálata a kőhalmazok összenyomhatóságára diszkrét elemes módszer segítségével
A természetes és mesterségesen létrehozott kőhalmazok széleskörűen alkalmazottak az építőiparban pl.: beton adalékanyag, vasúti ágyazat, különféle egyéb alapozások. A teljes halmaz mechanikai tulajdonságait az egyes szemcsék anyaga és alakja határozza meg, amelyeket fizikai és geometriai jellemzőkkel írhatunk le. Ezen jellemzőkre hatással van a halmaz eredete és feldolgozási módja.
A halmazt legtöbbször a szemcsék eredetével (pl. zúzottkő, folyami kavics), anyagával és szemeloszlásával írják le, viszont kisebb figyelmet fordítanak az alakjukra, amely a gyakorlati csoportosítás szerint lehet zömök, vagy lemezes. Az egyes szemek pontos alakja és a zömök-lemezes szemek aránya szintén nagy hatással van a halmaz mechanikai tulajdonságaira, ezért kutatásunk ezen hatást vizsgálja.
Méréseinkben egytengelyű nyomó igénybevételnek tettünk ki különböző szemalak összetételű andezit zúzottkő és folyami kavics kőhalmazokat, vizsgálva halmazok összenyomhatóságát. A méréseket szimuláltam, melyhez a diszkrét elemes módszert (DEM) alkalmaztam. A módszer az anyagot részecskékkel (elemek) és a köztük ébredő erőkkel (interakciók) modellezi, így alkalmas a kőhalmazok leírására.
A mérések költségesek és időigényesek, ezért csak korlátozott számú és összetételű halmazzal végezhetők el. Ezek a mérések azonban felhasználhatóak a szimulációs modell kalibrálásához és validálásához, melyet felhasználva lehetőség nyílik ellenőrzött, könnyen, és sokszor megismételhető, vizsgálatokra, a kívánt paraméterekkel. A létrehozott modell a jövőben felhasználható összetett technológiai vizsgálatokra is.
Dolgozatomban bemutatom a különböző halmazokkal végzett mérések eredményeit, és a szimulációs modellek létrehozását, felhasználhatóságát, valamint a további lehetőségeket. A kutatás két tanszék együttműködésével valósul meg: a mérések az Építőanyagok és Magasépítés Tanszéken történnek, a diszkrét elemes modellezés pedig a Gép- és Terméktervezés Tanszéken.
Irodalom:
1. Bagi, K.: A diszkrét elemek módszere, BME Department of Structural Mechanics, Budapest, pp. 5-12., 2007.
2. Cundall, P.A., Strack, O.D.L.: A discrete numerical model for granular assemblies. Géotechnique, vol. 29, pp. 47-65 (1979).
3. Eliáš, J.: Simulation of railway ballast using crushable polyhedral particles, Powder Technology, vol. 264, pp. 458-465 (2014).
szerző
konzulensek
-
Dr. Gálos Miklós
Egyetemi tanár, Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék -
Dr. Tamás Kornél
egyetemi docens, Gép- és Terméktervezés Tanszék -
Dr. Rádics János Péter
adjunktus, Gép- és Terméktervezés Tanszék
