Punto di scorrimento e limite di scorrimento

Il punto di scorrimento è un singolo punto sul limite di scorrimento. Descrive lo stato di sollecitazione concreto (σ, τ) in cui il materiale sfuso cede nella prova di taglio e inizia a scorrere. Una serie di punti di scorrimento per diverse precompattazioni determina la curva di scorrimento o il limite di scorrimento del materiale. Per molte applicazioni, il limite di scorrimento viene descritto approssimativamente con una retta di Coulomb.

τ=c + σ · tan(φ_i)

• τ: sollecitazione di taglio
• σ: sollecitazione normale
• c: Coesione del materiale sfuso
• φ_i: angolo di attrito interno

Per i materiali sfusi a flusso libero e non coesivi, spesso si imposta c = 0. In questo caso, la relazione si semplifica come segue:

τ  =  σ · tan(φ_i)

• Funzione di flusso e fattore di flusso ff

Dalle prove di taglio vengono ricavati sia il limite di scorrimento che la funzione di scorrimento. Essa descrive la dipendenza della resistenza del materiale sfuso σ_c dalla tensione di consolidamento σ₁. Da ciò si ottiene un fattore di scorrimento adimensionale f_(fc).

ffc = σ_1 / σ_c

• ffc: indice di fluidità
• σ_1: tensione di consolidamento
• σ_c: resistenza del materiale sfuso (resistenza alla compressione nel punto di scorrimento)

Classificazione qualitativa tipica:

• ffc < 1: non fluente
• 1 < ffc < 2: molto coesivo
• 2 < ffc < 4: coesivo
• 4 < ff_c < 10: buona fluidità
• ffc ≥ 10: a flusso libero.

Questo indice viene utilizzato, ad esempio, per classificare la capacità di stoccaggio in silos di una polvere.

Angolo di attrito effettivo φ_e

Dai punti di flusso è possibile determinare l'angolo di attrito interno effettivo φ_e, che nel diagramma σ–τ caratterizza la pendenza della linea di taglio. Una relazione semplice è:

tan(φ_e) = τ / σ

• τ: tensione di taglio nel punto di scorrimento
• σ: tensione normale nel punto di scorrimento

L'angolo di attrito interno effettivo φ_e è un parametro importante per la progettazione di tramogge per silos e dispositivi di scarico.