The Mechanics of Brown Coal

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Abstract
Synopsis Brown coal, which occupies the lower region of the Coal Series, has a structure consisting of aggregate units of organic molecules, cross-linked to form a porous skeleton. In principle, this structure is similar to that of engineering clays and the strength and deformation properties of the two materials should be similar. Characterized by high moisture content, brown coal is a saturated material and consolidates in the same manner as does a clay, with significant secondary consolidation. Its behaviour in triaxial compression is profoundly influenced by the drainage conditions, undrained tests showing highly developed pore pressures and drained tests large volume decreases before failure. Failure is brittle in character and is governed by an effective stress law.For the range of stresses and moisture contents studied Hvorslev's law is approximately applicable, but it has been found necessary to develop a generalised effective stress equation to describe fully the strength of brown coal. In general, the mechanical behaviour of brown coal closely parallels that of clays, with the exception that it has a significant drained tensile strength arising from the primary chemical bonds in the brown coal structures. La lignite, qui se place au degré inférieur de la série des charbons, a une structure comprenant des ensembles d'agrégats de molécules organiques reliés pour former un squelette poreux. En principe, cette structure est similaire à celle des argiles de construction, et les propriétés de résistance et de déformation des deux matériaux devraient être similaires. La lignite, caractérisée par une teneur en eau élevée, est une matière saturée et elle consolide de la même manière qu'une argile, avec une consolidation secondaire importante. Son comportement lors de la compression triaxiale est influencé profondément par les conditions de drainage, les essais à teneur en eau constante montrant des pressions interstitielles développées élevées et les essais drainés montrant de fortes diminutions de volume avant la rupture. La rupture est de caractere cassant et est gouvernée par une loi de tension effective. Pour la gamme des tensions et des teneurs en eau étudiées, la loi de Hvorslev est à peu près applicable, mais on a trouvé qu'il fallait développer une équation de tension effective généralisée pour décrire entièrement la tension de la lignite. En général, le comportement mecanique de la lignite est étroitement parallèle à celui des argiles, sauf qu'elle a une résistance à la traction drainée importante par suite des liens chimiques primaires dans les structures de la lignite.

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