Measurements of the angle of interparticle friction

Abstract

The coefficient of interparticle friction φμ is defined, and its theoretical basis and conventional methods of measurement are briefly introduced. A new apparatus, designed to measure the value of φμ obtaining at a single particle–particle contact, is described with emphasis upon the materials examined, their preparation and data analysis. The reliability of the results obtained is seen to vary with both material and ambient testing conditions, demonstrating the dominating effect which the micro-topology and chemical condition of the surfaces at the contact point have on observed behaviour. A hypothesis is developed for the frictional behaviour of massive structured minerals to explain these observations and to discuss certain discrepancies with the data of other workers. It is concluded that ‘single contact’ behaviour is generally inapplicable to the shearing of a mass of particles of quartz, feldspar or glass ballotini, even when identical conditions appear to prevail, and only when the particle surfaces are both rough and water-saturated is there any justification for comparison. Consequently a method of measuring φμ which itself employs a mass of sliding particles is preferred, so that a mean representative value may be obtained. On détinit le coefficient de frottement entre les particules et présente brièvement sa base théorique ainsi que les méthodes conventionelles à mesurer dont on doit se servir à ce titre-là. Un nouvel équipement, qui vise à mesurer la valeur se produisant au seul frottement entre deux particules est présenté en soulignant les matériaux examinés, leur préparation et les diverses données assujetties à l'analyse. Le degrè d'exactitude des résultats obtenus s'avère variable selon les conditions d'épreuve réalisées, qu'elles soient matérielles ou ambiantes, et ceci démontre la prédominance micro-topologique chimique et superficielle exercée sur une réaction surveillée au point de contact. On développe une hypothèse afin d'expliquer la réaction sous frottement se produisant dans les minéraux massifs structurés et en vue de mettre au point les résultats obtenus et discuter certaines divergences qui se sont révélées par comparaison avec les donées fournies par d'autres rechercheurs. On conclut que la réaction se produisant au seul contact n'est pas généralement à retenir en ce qui concerne le cisaillement de particules en masse en provenance du quartz, du feldspath, et des ballotini en verre, même lorsque des conditions identiques semblent à prévaloir; en fait une comparaison s'avère seulement valable lorsque les surfaces des particules en question soient à la fois rugeuses et saturées à l'eau. On choisit de préférence done une méthode à mesurer basée sur de particules glissantes en masse telle qui fournit une valeur moyenne représentative.