Attrition and particle breakage under monotonic and cyclic loading

The morphological evolution of gravel grains under monotonic and cyclic loading, typically present in road structures, is presented. Two types of mineralogy are considered: a limestone and a sandstone. Loading in uniaxial strain conditions are applied, with a maximum mean pressure of 5 MPa and a maximum number of cycles of 250 000. Variations in grain size distribution and grain shape, measured with image analysis techniques, are discussed in detail. In the case of uniform grain size distribution, particle breakage does appear for stresses around 500 kPa for the limestone grains and 100 kPa for the sandstone grains. For well-graded materials under low cyclic pressures (<1 MPa), changes in grain size distribution can hardly be detected. To cite this article: F. Mayoraz et al., C. R. Mecanique 334 (2006).

RésuméL'évolution de la morphologie de grains de sable soumis à des chargements monotones et cycliques, du type de celles sollicitant les structures routières est présentée. Deux minéralogies sont considérées : un calcaire et un grès. Les sollicitations sont appliquées en déformations uniaxiales, avec une pression moyenne maximale de 5 MPa et un nombre de cycle maximal de 250 000. Les variations de granulométrie et de forme de grains, mesurées à l'aide de techniques d'imagerie numériques sont discutées en détail. Dans le cas d'une granulométrie droite, les ruptures de grains apparaissent à des contraintes de l'ordre de 500 kPa pour le calcaire, de 100 kPa pour le grès. Dans le cas d'une granulométrie étendue, peu de changement sont détectés sous des faibles charges cycliques (<1 MPa). Pour citer cet article : F. Mayoraz et al., C. R. Mecanique 334 (2006).