4. A diszkrét elemes modell előállítása a kalibrálási vizsgálathoz

4.1. Hummel-berendezésben végzett kalibráló vizsgálat

Az anyagmodell kalibrálására a Hummel-vizsgálatnál [2] alkalmazott berendezést (5. és 6. ábra) használjuk. A Hummel-vizsgálat a szemcsés anyagok statikus teherbírásának minősítésére szolgál. A mérés során a halmazos építési kőanyagokat statikus nyomás hatására szétmorzsoljuk, és a szemmegoszlás változásával értékeljük a szétmorzsolódás mértékét [2]. Mivel az NZ 31,5/50 mm szemnagyságú ágyazati kőanyagok a Hummel-berendezésben túl nagyok, ezért a mérések kalibrálásánál az NZ 22/32 mm szemnagyságú zúzottkő halmazt használtuk.

A vizsgálat menete a következő:

• a vizsgálati minta szemnagyságának beállítása ellenőrző szitálással;
• a minta mozsárba helyezése és lezárása nyomófedéllel; 
• terhelés a meghatározott maximális nyomóerőig, majd leterhelés;
• a terhelt minta szemszerkezetének ellenőrző szitálása az aprózódás mértékének meghatározására.

A statikus tömörítéses vizsgálatoknál mértük a vizsgált halmaz összenyomódását terheletlen, 400 kN és 600 kN-os terhelésnél.
A kalibrálás vizsgálataihoz a következő andezit kőanyagok álltak rendelkezésre: NZ 22/32 mm szemnagyságú termékek a komlói, nógrádkövesdi, recski, szobi, tállyai kőbányákból. Az összenyomódási vizsgálatokat a terméken és a termékekből leválasztott kubikus és lemezes szemalakú részmintákon végeztük el.

4.2. A vizsgálati geometria kialakítása

A geometria létrehozása során először a Hummel-berendezés vastag falú hengerét modelleztük háromszög alakú felülettípusú elemekkel (7. ábra).

Az optimális számítási sebesség és eredmény elérésére a hengert egy szabályos 10 szög alapú hasáb közelíti. A megadott méretű és oldalarányú (kubikus/lemezes) poliéderelemek generálása az előre megadott térfogaton belül történik. Ahhoz, hogy a kövekből egy tömör halmaz jöjjön létre, ún. gravitációs ülepítést hajtottunk végre (8. ábra). A felesleges, azaz a Hummel-berendezés magasságát meghaladó pozíciójú elemeket töröltük (9. ábra).

4.3. A vizsgált halmaz terhelése

A változó nagyságú terhelést a záró elem fejti ki. Ez is a kövekkel megegyező típusú poliéderelem, azonban alakja a véletlenszerű létrehozás helyett előre megadott, a hasábba pontosan illeszkedő forma. A terhelés lefolyása elmozdulásvezérelt, vagyis a fedél állandó sebességgel ereszkedik, miközben a kövekre nyomóerőt fejt ki. A mozgás addig folytatódik, amíg a nyomóerő nagysága eléri az előre beállított határértéket. Ekkor a mozgás iránya előjelet vált, elkezdődik leterhelés. A zérus nyomóerő elérésekor a program futása megáll, és az adatokat mentjük.