Macro-Micromechanical Properties of Sandy Pebble Soil of Different Coarse-Grained Content

Propiedades macro y micromecánicas de suelos de arena guijosa con diferente clasificación granulométrica

Sandy pebble stratum is a typical discrete particle unstable stratum, mainly consisting of sand and pebble. However, the effect of coarse-grained content on the stability of stratum is not clear. This paper defined the sandy pebble soil of different coarse-grained content in Chengdu City, Sichuan Province, China as the research object. Research on macro-mesomechanical properties of sandy pebble soil of different coarse-grained content was carried out using the method combining the indoor large-scale triaxial test of coarse-grained soil with the discrete element numerical triaxial test. The research results showed that the stress-strain curve of sandy pebble soil exhibited strain softening with the increase of coarse-grained content; when the confining pressure was the same, the stress peak increased and the strain when the peak was reached decreased gradually with the increase of coarse-grained content. It revealed the functional relationship between coarse-grained content and mechanical indexes of sandy pebble soil such as internal friction angle and cohesion. The internal friction angle and cohesion of sandy pebble soil linearly increased with the rise of coarse-grained material; it proposed the particle discrete element micro parameters of sandy pebble soil of different coarse-grained content, including contact modulus, friction coefficient, particle stiffness ratio, contact bond strength. The research results provided the theoretical support for the new design and construction of sandy pebble stratum project. 

La capa de arena guijosa es un manto típico de partículas inestables que consisten principalmente de arena y guijarros. Sin embargo, el efecto del contenido de grano grueso en la estabilidad de la capa no es claro. El área de investigación en este estudio es la ciudad de Chengdu, provincia de Sichuan, en China. Allí se tomaron muestras de diferente clasificación granulométrica para analizar las propiedades macro y mesomecánicas del suelo de arena guijosa a través del método combinado de la prueba triaxial a gran escala en laboratorio para suelos de grano grueso con la prueba triaxial numérica de elementos discretos. Los resultados de la investigación muestran que la curva del ensayo de tracción en suelos de arena guijosa presenta un aplacamiento en la presión con el incremento del contenido de grano grueso. Cuando la presión de confinamiento fue la misma, el pico de esfuerzo se incrementó y la presión empezó a caer gradualmente cuando se alcanzó el pico con el incremento del contenido de grano grueso. Esto revela la relación funcional entre el contenido de grano grueso y los indicadores mecánicos para suelos de arena guijosa como el ángulo de fricción interna y la cohesión; estos factores se incrementaron con el aumento del material de grano grueso. Esto sugiere los microparámetros de particulas de elementos discretos en este tipo de suelos, que incluyen el modulo de contacto, el coeficiente de fricción, la proporción de rigidez de partículas y la fuerza del vínculo de contacto. Los resultados de la investigación proporcionan el apoyo teórico para el diseño y construcción de nuevos proyectos sobre la capa arenosa y guijarrosa.