Discrete Element Modelling of Recycled Waste Rock under Monotonic Loading

T. Afshar, M.M. Disfani, A. Arulrajah, G.A. Narsilio

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Transportation Geotechnics

ABSTRACT: The mechanical and particle scale responses of a recycled Construction and Demolition (C&D) material being crushed basaltic Waste Rock (WR) under monotonic loading was investigated using a series of Discrete Element Method (DEM) simulations of biaxial shear strength tests. Previous laboratory and field experiments have proven the viability of this crushed waste rock as a pavement subbase material. This study offers a brief review of previous work on DEM modelling of granular materials with particular focus on simulation of particle shape and particle breakage. In addition, this paper studies the rich particle scale information provided in the DEM simulation to develop further understanding of the waste rock behaviour. A good agreement was found between the predictions of the numerical analyses and the available experimental results in terms of macro-mechanical responses. The results confirm that particle properties have a significant effect on the soil stress-strain behaviour.

RÉSUMÉ: L'étude analyse les propriétés mécaniques et la nature des particules obtenues à partir de débris recyclés par construction et démolition (C&D). Ces matériaux, composés de déchets rocheux granulaires basaltiques sous régime monotone, ont été examinés par une série de modélisations - Méthode des Éléments Discrets (DEM) - en résistance au cisaillement bi-axial. Les expérimentations préliminaires faites en laboratoires et sur les sites naturels ont prouvés la viabilité de ces agrégats concassés en tant que matériaux d™embase pour chaussées. Cette présente étude offre tout d™abord un bref rappel des résultats antérieurs obtenus par modélisation DEM de matériaux granuleux. Cette analyse s'intéresse particulièrement aux simulations effectuées sur la nature du milieu granulaire (forme et rupture). Ainsi, l'étude de la distribution de tailles des particules issue par simulation DEM amène à une meilleure compréhension des propriétés de déchets granulaires. Une parfaite corrélation fut trouvée entre les prédictions numériques et les résultats expérimentaux en termes de réponse macro-mécanique. Les résultats confirment que les propriétés des particules ont un effet significatif sur le comportement contraintes-déformations du terrain.

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