Форма зёрен повлияла на сопротивление песка разжижению при лабораторных испытаниях

Колумбийские исследователи сравнили поведение двух песков при недренированном нагружении и обнаружили различия в потере прочности после достижения пикового сопротивления. Песок с более округлыми и гладкими частицами при циклических испытаниях оказался менее устойчивым к разжижению, чем материал с более шероховатыми зёрнами. Исследование опубликовано в журнале Geotechnical and Geological Engineering.

Для исследования выбрали пески Aguablanca и Ambala. Они имели сходное гранулометрическое распределение и минералогическое происхождение, но различались по округлости и шероховатости частиц. Это позволило сопоставить реакцию материалов при близких основных характеристиках.

Авторы изучили форму и поверхность зёрен, после чего выполнили серию испытаний на восстановленных образцах. Программа включала консолидированные недренированные трёхосные испытания при монотонном и циклическом нагружении, а также измерения с использованием изгибных элементов.

При монотонном нагружении исследователи рассматривали два диапазона относительной плотности, три значения эффективного давления консолидации и два варианта содержания непластичных мелких частиц. Циклические испытания провели при одном сочетании плотности, давления и содержания мелкой фракции.

Пиковая прочность и углы трения двух песков оказались близкими. Однако после достижения пика песок Aguablanca, частицы которого были более гладкими и округлыми, быстрее терял сопротивление сдвигу. В отдельных испытаниях его прочность снижалась до нуля или близких к нему значений.

При циклическом нагружении в этом песке также быстрее нарастало поровое давление и наблюдалось более низкое сопротивление разжижению. По мнению авторов, результаты показывают значение формы и текстуры частиц при оценке поведения песчаных грунтов на больших деформациях.

Исследование проведено на двух конкретных песках. Его результаты нельзя автоматически переносить на все грунты со сходным размером частиц.