Угол естественного откоса песка | Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Угол естественного откоса

Общие положения

Углом естественного откоса называют угол, при котором неукрепленныйтоткос песчаного грунта сохраняет равновесие, или угол, под которым располагаются свободно насыпаемый песок и другие сыпучие материалы.

Угол естественного откоса определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой с помощью диска, имеющего вертикальный тарировочный стержень

1. Для определения угла естественного откоса в воздушно-сухом состоянии диск устанавливают в стеклянную банку, на диск ставится кожух.

2. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

3. Кожух плавно снимается с диска, и излишек песка осыпается, а на диске остается конус из песка, вершина которого в месте соприкосновения со стержнем показывает значение угла откоса.

4. Для определения угла естественного откоса

под водой диск устанавливают в стеклянную банку, а на диск ставится кожух.

5. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

6. Банка заполняется водой до верха кожуха.

7. Песок, осевший в кожухе, засыпается доверху.

8. Кожух плавно снимается с диска, и излишек песка под водой осыпается, а оставшаяся часть грунта определяется по шкале, нанесенной на стержне.

9. Данные измерений заносят в журнал

http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .

xn--90afcnmwva.xn--p1ai

20. Угол естественного откоса. Термины, основные способы определения.

Угол естественного откоса или угол покоя

– это угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиционного состояния груза.Угол естественного откоса– максимальный угол наклона откоса гранулированного материала, не обладающего сцеплением, т. е. свободно текучего материала. Рыхлые и пористые навалочные грузы имеют больший угол покоя, чем твердые кусковые грузы. С увеличением влажности угол покоя растет.При длительном хранении многих навалочных грузов угол покоя за счет уплотнения и слеживаемости возрастает. Различают угол естественного откоса в покое и в движении. В покое угол естественного откоса на 10 – 18° больше, чем в движении (например, на ленте транспортера).

Величина угла естественного откоса груза зависит от формы, размера, шероховатости и однородности грузовых

частиц, влажности массы груза, способа его отсыпки, исходного состояния и материала опорной поверхности.

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения.

Экспериментальное определение сопротивления сдвигу и основных параметров груза производится обычно методами прямого среза, одноосного и трехосного сжатия. Испытания свойств груза методами прямого среза применимы как к идеальным, так и к связным сыпучим телам. Метод испытания на одноосное (простое) сжатие – раздавливание применим только для оценки общего сопротивления сдвигу связных сыпучих тел при условном допущении, что во всех точках испытываемого образца сохраняется однородное напряженное состояние. Наиболее надежные результаты испытаний характеристик связного сыпучего тела дает метод трехосного сжатия, позволяющий исследовать прочность образца груза при всестороннем сжатии.

Определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ (размеры частиц менее 10 мм) производится с помощью «наклонного ящика». Угол естественного откоса в этом случае – угол, образованный горизонтальной плоскостью и верхней кромкой испытательного ящика в тот момент, когда только начнется массовое осыпание вещества в ящике

Судовой метод определения угла естественного откоса вещества используют при отсутствии «наклоняемого ящи-

ка». В этом случае угол естественного откоса – это угол между образующей конуса груза и горизонтальной

плоскостью.

21. Угол естественного откоса. Способы определения в натурных условиях

Угол естественного откоса или угол покоя – это угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиционного состояния груза. Угол естественного откоса – максимальный угол наклона откоса гранулированного материала, не обладающего сцеплением, т. е. свободно текучего материала.

На практике данными о величине угла естественного откоса

пользуются при определении площади штабелирования груза, количества груза в штабеле, объема внутритрюмных штивочных работ, при подсчете величин давления груза на ограждающие его стенки

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения.

Экспериментальное определение сопротивления сдвигу и основных параметров груза производится обычно методами прямого среза, одноосного и трехосного сжатия.

Определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ (размеры частиц менее 10 мм) производится с помощью «наклонного ящика». Угол естественного откоса в этом случае – угол, образованный горизонтальной плоскостью и верхней кромкой испытательного ящика в тот момент, когда только начнется массовое осыпание вещества в ящике.

Судовой метод определения угла естественного откоса вещества используют при отсутствии «наклоняемого ящика». В этом случае угол естественного откоса – это угол между образующей конуса груза и горизонтальной плоскостью.

Практика производства замеров углов естественного откоса в натурных условиях показывает, что их величина несколько изменяется в зависимости от метода отсыпки груза (струей или дождем), массы исследуемого груза, высоты, с которой производится экспериментальная отсыпка.

Для быстрых измерений удобен способ Мооса, при котором зерно насыпают в прямоугольный ящик со стеклянными стенками размерами 100х200х300 мм на 1/3 его высоты. Ящик осторожно поворачивают на 90° и измеряют, угол между поверхностью зерна и горизонтальной (после поворота) стенкой.

studfiles.net

Углы естественного откоса грунтов | Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

3.30. Углы естественного откоса грунтов

Таблица 3.30

Грунт	Относительная влажность грунта
	сухой		влажный		мокрый
	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению
1	2	3	4	5	б	7
Галька	35	1:1,5	45	1:1	25	1:2,25
Гравий	40	1:1,25	40	1:1,25	35	1:1,5
Глина жирная	45	1:1	35	1:1,5	15	1:3,75
Грунт насыпной	35	1:1,5	45	1:1	27	1:2
Грунт растительный	40	1:1,25	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок крупный	30	1:1,75	32	1:1,5	27	1:2
Песок средний	28	1:2	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок мелкий	25	1:2,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Суглинок легкий	40	1:1,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Суглинок, глина легкая	50	1:0,75	40	1:1,25	30	1:1,75
Песок с гравием и галькой	35	1:1,5	40	1:1,25	30	1:1,75
Супесь полутвердая	40	1:1,25	30	1:1,75	15	1:3,5
Щебень	40	1:1,25	45	1:1	–	–
Каменная наброска	40	1:1,25	45	1:1	–	–

3.31. Углы естественного откоса пород (в разрыхленном состоянии)

Таблица 3.31

Породы	Угол естественного откоса, град, для породы
	сухой	влажной	мокрой
1	2	3	4
Растительная земля	40	35	25
Песок крупный	30-35	32-40	25-27
Песок средний	28-30	35	25
Песок мелкий	25	30-35	15-20
Суглинок	40-50	35-40	25-30
Глина жирная	40-45	35	15-20
Гравий	35-40	35	30
Торф без корней	40	25	15
Скальные	45-60

Угол естественного откоса – наибольший угол, который может быть образован свободным откосом сыпучего материала с горизонтом в состоянии равновесия.

3.32. Угол откоса борта уступа в период погашения для сильно трещиноватых пород (по Г.Л. Фисенко)

Таблица 3.32

Породы и характеристика трещиноватости	Размер блоков трещиноватости, см	Угол откоса борта уступа, град.
1	2	3
Крепкие скальные породы:
прямоугольной отдельности	50	70-75
прямоугольной и косоугольной отдельности	30-50	60-65
с интенсивной трещиноватостью	10-30	55-60
Выветрелые мелкоблочные или рассланцованные породы	–	50-55
Сильно выветрелые породы, в которых полевые шпаты полностью коалинизированы	–	45-50

3.33. Углы устойчивых откосов и допустимые высоты отвалов

Таблица 3.33

Средства механизации отвальных работ	Породы	Высота уступа не более, м	Угол откоса, град.
1	2	3	4
Одноковшовые экскаваторы	Песчаные Глинистые Скальные	25-30 15-20 3 0-45	30-35 35-40 30-45
Бульдозеры	Мягкие Смешанные Скальные	10-15 15-20 20-30	25-30 30-35 35-40

Классификационные показатели свойств горных пород (минералов) и их характеристики, приведенные в таблицах 3.2 – 3.33 получены из справочных материалов, норм проектирования, правил, каталогов, технических правил, строительных норм и правил, сборников норм, а также других ведомственных норм, применяемых в практике строительства и проектирования, перечень которых находится в списке используемой литературы.

http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .

xn--90afcnmwva.xn--p1ai

4.5.5 Определение угла внутреннего трения песков по углу естественного откоса

Для ориентировочного представления от угле внутреннего трения песков определяют угол их естественного откоса. Под последним принято понимать тот предельный угол наклона откоса, при котором порода в откосе находится в устойчивом состоянии – не осыпается, не опалывает и т.д.

В лабораторных условиях угол естественного откоса определяют только для песчаных и гравелистых пород. Для песка эта характеристика может определяться при воздушно-сухом состоянии и при помещении его в воду.

В банку в форме параллелепипеда, поставленную на ребро под углом 45⁰, насыпают песок (рисунок 4.51). Верхняя поверхность должна быть горизонтальной. Затем банку опирают на дно, после осыпания песка измеряют высоту откоса h и длину заложения песка ℓ, затем вычисляют угол естественно откоса

(4.59)

Таким же образом определяют угол естественного откоса песка, находящегося под водой. В банку с песком медленно наливают воду.

Рисунок 4.51 – Определение угла естественного откоса песчаных пород

Самым простым способом определения угла естественного откоса является определение с помощью цилиндра без дна (рисунок 4.52). В цилиндр засыпают породу и медленно ее поднимают, после чего измеряют высоту h и диаметр основания образовавшегося конуса d.

Угол естественного откоса определяют по формуле

, (4.60)

Рисунок 4.50 – Определение угла естественного откоса с помощью цилиндра

4.6 Пределы изменения прочностных параметров пород угольных шахт Донбасса

Прочностные параметры пород зависят от геологических процессов, в результате которых они образовались, а также от трещиноватости, влажности, температуры, пористости и слоистости.

В естественном состоянии пределы прочности при одноосном сжатии σ_сжосновных типов вмещающих пород Донбасса следующие: песчаники – 60-180 МПа; алевролиты – 25-100 МПа; аргиллиты – 10-70 МПа; известняки – 40-200 МПа. Для углей – 2,4-35 МПа.

Если нет более точных сведений, рекомендуется принимать

;;.

Трещиноватость, имеющаяся в массиве горных пород, в зависимости от ее интенсивности, снижает сопротивляемость массива сжатию по сравнению с образцом на 10-80%. Сопротивляемость массива растяжению может быть нулевой при густой сети открытых трещин; может быть снижена на 90-99% по сравнению с образцом при густой сети закрытых трещин и, наконец, быть снижена на 80-95 при микротрещиноватости.

Длительное увлажнениепород, которое часто наблюдается на угольных шахтах, снижает сопротивляемость массива сжатию по сравнению с образцом на 20-70%.

Увеличение температурыипористостиприводит к снижению прочностных характеристик пород.

Слоистостьгорного массива влияет на его сопротивляемость так, что в направлении вдоль слоистости сопротивляемость сжатию меньше, чем в направлении перпендикулярном слоистости, а сопротивляемость растяжению – наоборот.

Контрольные вопросы

1. Что такое напряжение?

2. Как определяются напряжения при растяжении, сжатии?

3. Как изменяются напряжения при растяжении в зависимости от ориентации сечения?

4. Понятие напряженного состояния в точке.

5. Что представляет собой тензор напряжений?

6. Что такое линейная деформация?

7. В чем заключается закон парности касательных напряжений?

8. Как формулируется закон Гука при растяжении?

9. Виды напряженных состояний.

10. Как определяются касательные напряжения в наклонных площадках при плоском напряженном состоянии?

11. Что такое круговая диаграмма напряженного состояния?

12. Что называют главными напряжениями?

13. Как с помощью круговой диаграммы напряжений определить главные напряжения?

14. Как определяется направление главных напряжений?

15. Круговая диаграмма напряженного состояния при объемном напряженном состоянии.

16. Чему равны наибольшие касательные напряжения?

17. Какие возникают напряжения и деформации при сдвиге?

18. Чему равна потенциальная энергия деформации?

19. В чем заключается природа хрупкого разрушения, разработанная А. Гриффитсом?

20. Что представляет собой кинетическая теория разрушения, разработанная академиком С.Н. Журковым?

21. В чем заключаются теории наибольших линейных деформаций, наибольших касательных напряжений, энергетическая теория прочности?

22. Что такое теория прочности Мора?

23. Способы построения паспорта прочности горных пород?

24. Какие свойства следует называть физико-механическими?

25. Общие понятия о механических свойств горных пород.

26. Какие показатели характеризуют прочность горных пород?

27. Как определяют прочность горных пород методом соосных пуансонов?

28. Как определяется предел прочности при растяжении?

29. В чем заключается метод определения прочности горных пород на разрыв методом раскалывания?

30. Какие схемы испытания применяются при изучении свойств песчаных и глинистых пород при сдвиге?

31. Опишите устройство стабилометров и их назначение.

32. Схемы передачи напряжений на породу в стабилометрах типов А и Б.

33. Определение угла естественного откоса песчаных пород.

34. Необходимые размеры образцов горных пород для исследования их механических свойств.

35. Каким образом определяются прочностные показатели на образцах неправильной формы?

36. В чем заключается метод определения прочностных характеристик с помощью удара шариковым молотком?

studfiles.net

Лабораторная работа № 5 Определение угла естественного откоса песчаного грунта

Цель работы:

Определить угол естественного откоса испытуемого грунта в лабораторных условиях в сухом состоянии и под водой.

Сущность метода:

Угол естественного откоса песков– это предельный угол свободного отсыпания песка, при котором грунтовая масса находится в устойчивом состоянии. Этот показатель определяется как в сухом состоянии, так и под водой.

Угол естественного откоса испытуемого грунта определяется в лабораторных условиях прибором для определения угла естественного откоса, входящим в состав полевой лаборатории Литвинова ПЛЛ-9.

Угол естественного откоса песка в сухом состоянии равен углу внутреннего трения этого песка

Оборудование:

Рис.5. Прибор для определения угла естественного откоса песков

1- выдвижная створка;

2- малое отделение.

1. Определение угла естественного откоса песков в сухом состоянии

Порядок работы:

1. Прибор ставят на стол или иную горизонтальную поверхность. Выдвижная створка при этом опущена до дна.

2. В малое отделение прибора насыпают песок небольшими порциями через воронку вровень с краями.

3. Песок разровнять ножом.

4. После этого постепенно поднимают выдвижную створку, следя, чтобы не было толчков; при этом прибор придерживают рукой.

5. Песок частично пересыпается в другое отделение, пока не наступает положение устойчивого равновесия; угол между плоскостью свободного откоса и горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса.

6. По делениям на днище и боковой стенке отсчитывают высоту и заложение откоса и вычисляют тангенс угла естественного откоса. Отсчеты ведут с точностью 1 мм.

7. Испытания проводят два раза.

8. Числовое значение тангенса угла естественного откоса определяется как среднее арифметическое из результатов двух замеров.

9. Результаты определений заносят в таблицу 5.

2. Определение угла естественного откоса песков в подводном состоянии

Порядок работы:

1. Прибор ставят на стол или иную горизонтальную поверхность. Выдвижная створка при этом опущена до дна.

2. В малое отделение прибора насыпают песок небольшими порциями через воронку вровень с краями.

3. Песок разровнять ножом.

4. После того, как в малое отделение прибора насыпан испытываемый грунт, в большое отделение наливают доверху воду.

5. После этого выдвижную створку поднимают на несколько миллиметров, чтобы вода могла проникнуть в малое отделение.

6. Когда грунт пропитается водой, постепенно поднимают выдвижную створку, следя, чтобы не было толчков; при этом прибор придерживают рукой.

7. Песок частично пересыпается в другое отделение, пока не наступает положение устойчивого равновесия; угол между плоскостью свободного откоса и горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса.

8. По делениям на днище и боковой стенке отсчитывают высоту и заложение откоса и вычисляют тангенс угла естественного откоса. Отсчеты ведут с точностью 1 мм.

9. Испытания проводят два раза.

10. Числовое значение тангенса угла естественного откоса определяется как среднее арифметическое из результатов двух замеров.

11. Результаты определений заносят в таблицу 5.

Таблица 5 Результаты определений угла естественного откоса.

№ опыта	Показания по шкале, мм		tgугла естественного откоса	Угол естественного откоса отдельной пробы	Угол естественного откоса
	Верт.	Гориз.
грунт воздушно-сухом состоянии
1
2
грунт в водонасыщенном состоянии
1
2

studfiles.net

Лабораторная работа № 6

Определение угла естественного откоса песчаного грунта

Цель работы: Определение угла естественного откоса песчаного грунта. Оценка правильности полученного результата.

Теоретическая часть

Углом естественного откоса называется угол, при котором неукрепленный откос песчаного грунта сохраняет равновесие или угол между образующей откоса свободно насыпанной массы песка и горизонталью.

Угол естественного откоса определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой. В воздушно-сухом состоянии он колеблется в пределах  = 30⁰ – 40⁰; под водой   = 20⁰ -33⁰. Определение угла естественного откоса производится с помощью прибора УВТ-3. Прибор УВТ-3 (рис. 1) состоит из мерительного столика, обоймы и резервуара. Мерительный столик представляет собой диск, установленный на трех опорах. Столик имеет мелкие отверстия диаметром 0,8 – 1 мм. Шкала, укрепленная в центре столика, имеет деления от 20 до 45. Каждое деление соответствует одному градусу в угловой мере. На мерительном столике установлена обойма конической формы, которая служит для ограждения насыпаемого на столик песка. Резервуар представляет собой полимерный цилиндр высотой 120 мм и диаметром 180 мм.

Рис. 1. Прибор УВТ-3.

Материалы: сухой сыпучий грунт (песок), вода.

Необходимое оборудование: прибор УВТ-3, совок, резиновая трубка с воронкой

Ход работы

1. Образец песчаного грунта доводят до воздушно-сухого состояния и методом квартования отбирают пробу массой около 1 кг.

2. При определении угла естественного откоса песков прибор должен быть установлен на ровную горизонтальную поверхность, наклон которой не превышает 1.

3. Определение угла естественного откоса песков в сухом состоянии (с влажностью, соответствующей влажности окружающего воздуха) выполняется в следующей последовательности:

• снять крышку и положить её дном книзу;

• установить столик в кольцевой паз крышки;

• установить на столик обойму;

• насыпать песок в обойму, слегка постукивая по ней, до горловины большого усеченного конуса обоймы;

• снять осторожно обойму, по вершине образовавшегося конуса произвести отсчет по шкале.

4. Определение угла естественного откоса песков под водой выполняется в следующей последовательности:

• установить столик в кольцевой паз на дне резервуара;

• установить обойму на столик;

• насыпать песок в обойму, слегка постукивая по ней, до горловины большого усеченного конуса обоймы;

• заполнить резервуар водой с помощью резиновой трубки, опущенной на дно резервуара;

• снять осторожно обойму, по вершине образовавшегося конуса произвести отсчет по шкале.

5. Для большей достоверности оценки угла естественного откоса песков рекомендуется выполнить определение несколько раз и взять среднее арифметическое значение показаний.

6. Все данные, полученные в процессе проведения опыта, заносят в таблицу 1.

7. По окончании работы прибор промыть чистой водой, протереть и просушить.

Таблица 1

Результаты определения угла естественного откоса песка

№ определения	Угол в градусах	Среднее значение угла
1
2
3

studfiles.net

Определение угла внутреннего трения песков по углам обрушения и углу естественного откоса

Отсутствие сцепления в песках позволяет определять угол внутреннего трения j° по углам обрушения и углу естественного откоса. Этот метод применим для сухих и водонасыщенных пес­ков, а также для случая фильтрации воды через откос. Обычно пески имеют в сухом и водонасыщенном состоянии практически одинаковый угол внутреннего трения. Однако пылеватые пески, содержащие большое количество коллоидных частиц, при испы­тании их в водонасыщенном состоянии показывают значительно более низкий угол внутреннего трения.

Для испытаний применяют ящик Кулона, ящик ВИА, прибор Литвинова. Рассмотрим испытание сухих песков в ящике Ку­лона.

Необходимые приборы:

· ящик Кулона,

· металлическая линей­ка;

· совок.

Проведение опыта.В ящик Кулона (рис. 13.1) с прозрачными передней и задней стенками и подвижной боковой стенкой насыпают песок, и поверхность его выравнивают.

1— подвижная боковая стенка; 2 — прозрачная стенка; 3 — рейка-указа­тель; 4 — песок; 5 — транспортир.

Рис.13.1. Ящик Кулона

Подвижную стенку из положения ОА₀переводят в положе­ние ОА₁(рис. 13.2, а). Образуется призма обрушения, соответству­ющая случаю активного давления песка. Угол наклона b₁ поверхности обрушения ОВ₁к вертикали определяют с помощью рейки-указателя и транспортира.

 

Рис. 13.2. Расчетные схемы определения угла внутреннего трения в ящике Кулона

Опыт повторяют. При этом подвижную стенку переводят в положение ОА₂(рис. 13.2, б). В этом случае образуется призма обрушения, соответствующая слу­чаю пассивного давления песка. Определяют угол b₂ наклона по­верхности обрушения ОВ₂ к вер­тикали.

Наконец, подвижная стенка переводится в положение ОА₃ (рис. 13.2, в), и песок образует естественный откос, имеющий угол наклона к горизонту a = j.

Угол внутреннего трения определяют так: j =b₂ –b₁и j = a.

Результаты нескольких опытов записывают в таблицу 13.1.

Таблица 13.1

Форма записи данных для определения угла внутреннего трения

№ пробы	№ опыта	Угол обруше­ния песка при актив­ном давлении b1, 0	Угол обруше­ния песка при пас­сивном давле­нии b2, 0	Угол внутрен­него трения j =b2 –b1, 0	Угол естест­венного откоса песка j = a , 0	Среднее зна­чение j °

 

Литература

1. ГОСТ 20522 – 75. Грунты. Метод статистической обработки результа­тов определений характеристик. М., 1975.

2. Михеев В. В., Ефремов М. Г. Новые нормы проектиро­вания оснований и фундаментов. В сб.: «Новые нормы расчета строительных конструкций». М., Об-во «Знание», 1974.

3. «Основания, фундаменты и механика грунтов». Материалы III Все­союзного совещания. Киев, «Будивельник», 1971.

4. Покровский Г. И. Исследования по физике грунтов. М., ОНТИ, 1937.

5. СНиП П-15 – 74. Основания зданий и сооружений. Нормы проек­тиро-вания. М., Стройиздат, 1975.

 

Содержание

Введение_____________________________________________________ 2

1. Методика обработки результатов измерения параметров, характеризующих различные свойства грунтов____________________________________ 3

2. Основные физические характеристики грунтов___________________ 7

2.1.Удельный вес грунта________________________________________ 7

2.2.Объемный вес грунта________________________________________ 9

2.3. Весовая влажность грунта____________________________________ 10

2.4. Объемный вес грунтового скелета, пористость, коэффициент пористости и степень влажности____________________________________________ 12

3. Гранулометрический состав песчаных и пластичность глинистых

грунтов_______________________________________________________ 15

4. Степень плотности песчаного грунта____________________________ 22

5. Определение процентного содержания растительных остатков в

грунте________________________________________________________ 25

6. Максимальная молекулярная влагоемкость песчаных и глинистых грунтов______________________________________________________________ 27

7. Коэффициент фильтрации_____________________________________ 29

8. Компрессионные испытания грунтов____________________________ 34

9. Относительная просадочность грунтов при замачивании___________ 42

10. Испытания грунтов на консолидацию __________________________ 47

11. Испытания грунтов на сдвиг путем среза по заданной плоскости____ 52

12. Испытание грунтов на трехосное сжатие________________________ 64

13.Определение угла внутреннего трения песков по углам обрушения и углу естественного откоса_______________________________________________ 72

Литература____________________________________________________ 74

cyberpedia.su