Indirect estimation of railway ballast strength by conducting point load test on rock cores and irregular-shaped particles

Massoud Palassi, Mehdi Koohmishi

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Rock Mechanics and Engineering Geology I

ABSTRACT: Ballast layer comprised of coarse-grained aggregate facilitates drainage of rainwater from the railway track and distributes the stresses transmitted by the sleepers to the underlying layers. Breakage of ballast aggregate is mainly influenced by the properties related to the parent rock type. To evaluate the quality of parent rock used for producing crushed ballast aggregate, the strength of rock is estimated by conducting uniaxial compressive strength (UCS) test. Also, the point load test (PLT) could be used to indirectly estimate the strength of parent rock. In the present study, the strength of ballast material is evaluated by conducting UCS test and PLT on rock cores as well as irregular-shaped ballast particles to investigate the effectiveness of PLT as a simple test for estimation of strength of ballast particles. For this purpose, PLT as well as UCS test is carried out on rock specimens obtained from different quarries. Obtained results show that strong linear relationships exist between the strength estimated from diametral PLT and UCS test conducted on rock cores with the strength determined from PLT conducted on irregular-shaped particles.

RÉSUMÉ: La couche de ballast constituée d'agrégats à grains grossiers facilite le drainage de l'eau de pluie de la voie ferrée et répartit les contraintes transmises par les traverses aux couches sous-jacentes. La rupture des agrégats de ballast est principalement influencée par les propriétés liées au type de roche-mère. Pour évaluer la qualité de la roche-mère utilisée pour la production d'agrégats de ballast broyés, on évalue la résistance de la roche en effectuant un essai de résistance à la compression uniaxiale (UCS). En outre, le test de charge ponctuelle (PLT) pourrait être utilisé pour estimer indirectement la force de la roche mère. Dans la présente étude, la résistance du ballast est déterminée en effectuant des essais UCS et PLT sur des noyaux de roche ainsi que des particules de ballast de forme irrégulière pour déterminer l'efficacité du PLT en tant que test simple pour estimer la résistance des particules de ballast. A cet effet, le test PLT ainsi que le test UCS sont effectués sur des échantillons de roches provenant de différentes carrières. Les résultats obtenus montrent qu'il existe de fortes relations linéaires entre la force estimée à partir du test diamétral PLT et UCS effectué sur des noyaux de roche avec la force déterminée à partir du PLT conduit sur des particules de forme irrégulière.

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