sudut cerun semula jadi φ, darjah, ialah sudut di mana cerun tanah berpasir yang tidak disokong mengekalkan keseimbangan atau sudut kecondongan permukaan tanah yang dituangkan bebas ke satah mengufuk.

Menentukan sudut rehat mempunyai penting apabila mereka bentuk struktur tanah: empangan pukal dan aluvium, tambak jalan, tambak, tempat pembuangan tailing, serta untuk menilai kestabilan cerun semula jadi dan untuk menjalankan langkah-langkah untuk menguatkannya.

Dalam kes di mana rintangan ricih zarah hanya ditentukan oleh daya geseran, sudut rehat bertepatan dengan sudut geseran dalaman {φ = φо). Walau bagaimanapun, dalam tanah sebenar, rintangan ricih bergantung bukan sahaja pada daya geseran, tetapi juga pada belitan zarah dan faktor lain yang mempengaruhi. φ, i.e.

di mana φ р,- komponen akibat geseran; φ L - yang sama, disebabkan pertunangan; φ s - yang sama, disebabkan oleh pemotongan zarah.

Komponen φ T bergantung pada komposisi mineral zarah, kehadiran filem permukaan, dsb., φ L - pada kekasaran permukaan dan ketumpatan pembungkusan zarah, dan φ s - pada kebulatan dan bentuk zarah tanah. Oleh itu nilai φ Dan φ o biasanya berbeza, terutamanya untuk pasir padat dan heterogen. Walau bagaimanapun, sudut semula jadi

tocang φ o adalah ciri yang mudah ditentukan dan mudah bagi kekuatan tanah tidak padu. Kaedah ini digunakan hanya untuk penentuan anggaran nilai geseran dalaman tanah gembur - pasir bersih. Dalam pasir bersih, sudut geseran dalaman lebih kurang sepadan dengan sudut rehat, i.e. sudut di mana cerun tanah berpasir yang tidak bertetulang stabil.

Sudut rehat ditentukan menggunakan peranti UVT (Rajah 8.44), yang terdiri daripada meja dulang logam, pemegang dan takungan. Pallet dipasang pada penyokong trex dan berlubang dengan lubang dengan diameter 0.8...1.0 mm untuk menenun pasir dengan air. Skala, dipasang di tengah meja dulang, mempunyai pembahagian dari 5° hingga 45°, yang mana sudut rehat ditentukan.

nasi. 8.44. Peranti untuk menentukan sudut rehat tanah berpasir: gambar rajah peranti: 1 tangki: 2 penutup tangki: 3 sangkar: 4 meja: 5 bahagian bawah berlubang: 6 - skala: 7 - sokongan: b - bentuk umum peranti

Penentuan sudut rehat dalam keadaan kering udara . Pemegang diletakkan di atas meja, di mana pasir dituangkan melalui corong sehingga ia diisi, mengetuk pemegangnya dengan ringan. Berhati-hati, cuba untuk tidak menaburkan pasir, angkat klip secara menegak dan ambil bacaan pada skala di bahagian atas kon pasir yang terbentuk.

Eksperimen diulang 3 kali dan min aritmetik dikira. Percanggahan antara penentuan berulang tidak boleh melebihi 1 darjah.

Menentukan sudut rehat pasir di bawah air . Selepas mengisi selongsong dengan pasir, tangki diisi dengan air dan selepas ketepuan lengkap sampel, sudut rehat ditentukan.

Untuk penugasan awal cerun Untuk lubang dan kuari, adalah disyorkan untuk berpandukan nilai sudut yang hampir dengan sudut rehat semula jadi tanah (Jadual 8.61).

Jadual 8.61

Sudut rehat tanah pukal

Nilai sudut rehat (#>") bagi tanah tidak kohesif dipengaruhi oleh keseragaman komposisi granulometrinya: tanah monodisperse mempunyai Nilai yang hebat φо, daripada tanah polydisperse dengan komposisi mineral yang sama. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa zarah kecil dalam campuran mengisi jurang antara yang besar, yang memudahkan pencampurannya di sepanjang permukaan cerun.

Geseran antara zarah tanah tidak padu sangat dipengaruhi oleh kehadiran cecair dalam tanah, kehadirannya mengurangkan φ. Dalam tanah berpasir yang tidak berpadu, kandungan lembapan mempengaruhi sudut geseran dalaman dengan ketara. Apabila kandungan lembapan pasir meningkat kepada kapasiti lembapan molekul maksimum, nilai φ O secara semula jadi berkurangan disebabkan oleh penurunan beransur-ansur dalam geseran dan mencapai minimum pada kapasiti lembapan molekul maksimum. Peningkatan selanjutnya dalam kelembapan pasir membawa kepada pembentukan sambungan kapilari antara zarah; disebabkan ini, sudut geseran dalaman mula meningkat dan mencapai maksimum dengan kelembapan kapasiti lembapan kapilari, apabila daya tarikan kapilari antara zarah adalah paling besar. Peningkatan seterusnya dalam kelembapan pasir mengurangkan ketersambungan kapilari, geseran pada sentuhan zarah berkurangan, dan sudut geseran dalaman berkurangan secara beransur-ansur, mencapai nilai minimum dalam keadaan tepu air lengkap pasir.

Penggredan. Dalam amalan, sifat dan kualiti pemusnahan batuan ditentukan dengan jelas oleh komposisi granulometriknya. Ia mencirikan batu yang dilonggarkan dengan peratusan kandungan zarah yang berlainan saiz di dalamnya dan boleh digambarkan dengan lengkung (Rajah 2.1), jika diameter zarah, mm, diplot di sepanjang paksi absis, dan jumlah kandungan zarah dengan diameter lebih kecil daripada yang diberikan diplotkan di sepanjang paksi ordinat, dalam peratusan.
Untuk mencirikan heterogeniti batuan lepas, nisbah d60/d10=Kn digunakan, dipanggil pekali heterogen (d60, d10 ialah diameter maksimum kepingan yang membentuk 60 dan 10% daripada jumlah isipadu batu longgar, masing-masing).
Komposisi granulometrik batuan amat penting semasa proses hidromekanisasi. Bergantung pada dia penggunaan tertentu air untuk pembangunan dan pengangkutan, minimum cerun yang dibenarkan bahagian bawah muka dan dulang, kelajuan air kritikal.
Sudut rehat φ ialah sudut maksimum yang terbentuk oleh permukaan bebas batu hancur longgar dengan satah mengufuk. Zarah batuan yang terletak di permukaan ini mengalami keadaan keseimbangan yang melampau. Jika berat zarah ialah P (Rajah 2.2), maka dalam keadaan keseimbangan had pada permukaan bebas daya bertindak ke atas zarah: Pn ialah daya tekanan normal yang menekan zarah ke permukaan bebas; Pτ ialah daya yang cenderung untuk menggerakkan zarah ke bawah; Ft ialah daya geseran, bergantung kepada Pn dan pekali geseran ftr, R ialah tindak balas sokongan. Oleh kerana zarah berada dalam keseimbangan, kita ada

i.e.

Sudut rehat semula jadi tanah dipanggil nilai tertinggi sudut bahawa permukaan tanah, dituangkan tanpa kejutan, terbentuk dengan satah mendatar; gegaran dan getaran.
Sudut rehat bergantung pada rintangan ricih tanah. Untuk mewujudkan hubungan ini, mari kita bayangkan jasad tanah yang dibedah oleh satah a - a, condong ke ufuk pada sudut a (Rajah 22).

Bahagian tanah di atas satah a - a, dianggap sebagai jisim tunggal, boleh kekal dalam keadaan rehat atau bergerak di bawah pengaruh daya P - beratnya sendiri dan pengaruh struktur yang didirikan di atasnya.
Mari kita menguraikan P kepada dua daya: N = P cos a, diarahkan normal kepada a - satah dan daya T = P sin a, selari dengan a - satah. Daya T cenderung untuk menggerakkan bahagian yang terputus, yang dipegang oleh daya lekatan dan geseran dalam satah a.
Dalam keadaan keseimbangan had, apabila daya ricih diimbangi oleh rintangan geseran dan lekatan, tetapi apabila tiada ricih lagi, kesamaan 26 dipenuhi, iaitu T = N tg f + CF.
Dalam tanah liat, ricih terutamanya ditentang oleh kohesi.

Kerja makmal 1. Penentuan magnitud sudut tuang dan sudut rehat bahan berbutir-berketul

Matlamat kerja.Tentukan nilai sudut rehat dan sudut tuang bahan berbutir-berketul.

Peruntukan teori . Bahan berbutir-butir yang terletak pada satah condong (contohnya, pada satah condong bunker, pada penghantar tali pinggang condong, dll.), Pada sudut kecenderungan tertentu satah ini ke ufuk, mula mencurah ke bawah. Sudut kecondongan maksimum ini dipanggil sudut penuangan.

Bergantung pada bentuk kepingan, dua jenis pergerakan kepingan bahan di sepanjang satah menuang boleh diperhatikan: gelongsor dan bergolek. Gelongsor diperhatikan dalam kepingan dengan tepi rata yang dibangunkan; pergerakan kepingan di sini dihalang dengan geseran gelongsor di antara tepi kepingan dan satah tuangan. Gulingan diperhatikan apabila kepingan itu dibentuk rapat dengan bola. Dalam kes ini, pergerakan kepingan berlaku semasa ia bergolek, dengan rintangan geseran bergolek.

Keadaan mengehadkan rehat lapisan bahan ketulan pada satah condong berlaku apabila daya geseran F sama dengan unjuran M graviti G ke pesawat ini (Rajah 1). Sebaliknya, daya geseran yang sama adalah berkadar dengan tekanan normal kepingan bahan pada satah condong

F= M= fN,

dari mana f = M / N = tanα

di mana f –pekali geseran, ditentukan oleh sifat bahan itu sendiri, sama dengan tga ;

α – sudut penuangan bahan berbutir-berketul.

Gambar 1

Jika kita menganggap keseluruhan lapisan bahan pukal yang bergerak di sepanjang satah condong yang licin, maka di sini, walaupun dalam kes kepingan sfera, bahan itu meluncur di sepanjang satah dan bukannya bergolek, kerana keseluruhan bahan "mengalir" sebagai jisim berterusan.

Sudut tuang bergantung pada pekali geseran bahan pada satah menuang, pada bentuk dan saiz kepingan, pada struktur permukaan di mana penuangan berlaku (permukaan boleh licin, kasar, bergaris, dll. ), serta kandungan lembapan sekeping bahan itu sendiri.

Jika anda menuangkan bahan berbutir-berketul ke atas satah mendatar, ia terletak di atasnya dalam bentuk kon. Sudut antara generatriks kon ini dan satah mengufuk dipanggil sudut rehat bagi bahan berbutir-berketul.

Sudut rehat sentiasa lebih besar daripada sudut penumpahan (untuk bahan yang sama), kerana kehadiran penyelewengan pada permukaan bahan menghalang penggelek, dan lebih-lebih lagi, gelongsor kepingan. Sudut rehat sebahagian besarnya bergantung pada komposisi pecahan bahan ketulan, kerana yang terakhir menentukan struktur keseluruhan permukaan kon. Kepelbagaian dalam saiz kepingan ini menyebabkan pada masa yang sama gelek keutamaan kepingan besar bahan ke tepi timbunan yang dituangkan, disebabkan oleh fakta bahawa penyelewengan permukaan memberikan kurang rintangan kepada penggulungan kepingan besar.y keping daripada yang kecil (Rajah 2). Pengagihan kepingan yang tidak sekata mengikut saiz mesti diambil kira semasa memuatkan penyerap yang dibungkus, relau aci, dll., kerana di lokasi kepingan besar, iaitu di pinggir, keratan rentas saluran yang lebih besar diperolehi dan gas akan mengalir. terutamanya melalui saluran ini, yang mempunyai rintangan hidraulik yang lebih kecil.

Bahan yang dikisar halus mempunyai sudut rehat yang lebih besar, iaitu, kebolehliran yang kurang, disebabkan oleh permukaan geseran yang lebih maju.

Rajah 2

Sudut rehat sangat bergantung pada kandungan lembapan bahan, kerana air, yang terletak di permukaan kepingan, menyebabkan mereka melekat bersama dan dengan itu menghalang pergerakan kepingan individu. Semakin kecil kepingan bahan, semakin besar kesan kelembapan; tetapi kelembapan berlebihan membawa kepada peningkatan kecairan lapisan demi lapisan cecair di antara kepingan bahan, dan sudut rehat kembali berkurangan (Jadual 1).

Jadual 1

Sudut rehat dan sudut penumpahan berkurangan secara mendadak dengan pergerakan bahan dan satah di mana ia terletak. Semasa kejutan atau getaran, bahan secara intensif runtuh, merebak, cuba menerima kedudukan mendatar, kerana semasa getaran pada saat-saat tertentu geseran bersama sepanjang permukaan sentuhan kepingan antara satu sama lain dan kepingan dengan satah berkurangan. Ini adalah asas kepada penggunaan alat penyampai getaran, penggetar untuk memudahkan pemunggahan tong sampah, trak pembuangan dan peranti dos.

Pengetahuan tentang sudut rehat dan jatuh adalah perlu semasa mereka bentuk kemudahan penyimpanan, penghantar, relau aci, di mana ia berurusan dengan bahan pukal. Kemustahilan secara teori mengambil kira semua faktor yang menentukan magnitud sudut ini membawa kepada keperluan untuk penentuan eksperimen mereka.

Penerangan pemasangan. Untuk menentukan sudut rehat, garisan licin digunakan satah mendatar dengan bahagian dalam sentimeter ditandakan di atasnya dan silinder logam pendek; untuk menentukan sudut tuang - peranti yang terdiri daripada aci 1 di mana kordnya diskrukan, pendakap 2 yang melaluinya kord disambungkan ke papan angkat 3, dan inklinometer 4 dipasang pada paksi putaran papan angkat. Papan angkat dilengkapi dengan penunjuk yang menunjukkan sudut kenaikannya pada protraktor (Rajah 3). Sebuah kotak diletakkan untuk mengumpul jisim yang tertumpah. Kerja ini juga menggunakan pembaris, penimbang dan bingkai logam segi empat tepat.

Rajah 3

Menjalankan eksperimen dan merekod pemerhatian. Apabila menentukan sudut rehat dan lambakan, bahan pukal dua atau tiga saiz digunakan.

A. Penentuan sudut rehat

1. Letakkan silinder logam di tengah-tengah satah mendatar,

2. Cedok bahan pukal dan tuangkan ke dalam silinder.

3. Angkat silinder perlahan-lahan, membenarkan bahan bertaburan bebas di sepanjang satah.

B. Penentuan sudut tuang

1. Letakkan bingkai logam segi empat tepat pada papan pengangkat dan isikan sepenuhnya dengan bahan pukal.

2. Keluarkan bingkai segi empat tepat dan, putar aci perlahan-lahan, bawa papan pengangkat ke dalam kedudukan condong.

3. Apabila bahan mula runtuh, hentikan mengangkat papan dan rekodkan sudut kecondongannya. Pindahkan semua bahan dari papan angkat dan tempat duduknya ke sehelai kertas, timbang bahan, tambah sejumlah air (diberikan oleh guru), gaul sebati dan buat penentuan yang sama dengan bahan basah (langkah A, 1). - 4 dan B,

Masukkan keputusan eksperimen dalam Jadual 2.

jadual 2

Memproses keputusan eksperimen. Dengan menggunakan nisbah, tentukan nilainya tan α dan gunakan jadual untuk mencari nilai α yang sepadan.

saiz fon: 14.0pt; font-family:" times new roman>di mana α ialah sudut rehat, darjah;

H – ketinggian longgokan bahan, cm;

D – diameter longgokan bahan, cm;

saiz fon: 14.0pt; font-family:" times new novel>– jejari timbunan bahan, cm,

1) Ringkasan ringkas teori dan tujuan kerja.

2) Gambar rajah pemasangan.

3) Jadual 2.

4) Kesimpulan pada kerja.

Tugasan untuk menyediakan kerja makmal .

1) Mengisar bahan keras dan klasifikasi mereka.

2) Pengisaran, saringan dan dos pepejal.

Soalan kawalan .

1) Terangkan konsep “sudut guling”.

2) Jenis pergerakan bahan ketulan sepanjang satah menuang.

3) Namakan faktor yang bergantung kepada sudut penuangan bahan berbutir-berketul.

4) Terangkan konsep “sudut rehat bahan ketulan berbutir”.

5) Namakan faktor yang bergantung kepada sudut rehat.

6) Beritahu saya nilai mana yang lebih besar - sudut tumpahan atau sudut rehat, terangkan sebabnya.

7) Bagaimanakah nilai sudut tumpahan dan sudut rehat berubah dengan pergerakan bahan dan satah di mana ia terletak?

8) Bagaimanakah sudut rehat bergantung pada kelembapan?

9) adakah bahan yang dikisar halus atau kasar mempunyai sudut rehat yang lebih besar?

10) Mengapa perlu mengetahui sudut rehat dan jatuh?

Sudut rehat atau sudut rehat – ini ialah sudut antara satah asas timbunan dan generatriks, yang bergantung pada jenis dan keadaan kargo. Sudut rehat – sudut cerun maksimum bahan berbutir yang tidak mempunyai kohesi, iaitu bahan yang mengalir bebas. Kargo pukal yang longgar dan berliang mempunyai sudut rehat yang lebih besar daripada kargo ketulan pepejal. Dengan peningkatan kelembapan, sudut rehat meningkat Semasa penyimpanan jangka panjang bagi banyak kargo pukal, sudut rehat meningkat disebabkan oleh pemadatan dan kerak. Terdapat perbezaan antara sudut rehat semasa rehat dan bergerak. Semasa rehat, sudut rehat adalah 10–18° lebih besar daripada semasa bergerak (contohnya, pada tali pinggang penghantar).

Magnitud sudut rehat kargo bergantung pada bentuk, saiz, kekasaran dan keseragaman kargo

zarah, kelembapan jisim kargo, kaedah pembuangannya, keadaan awal dan bahan permukaan sokongan.

Pelbagai kaedah digunakan untuk menentukan sudut rehat; Kaedah yang paling biasa termasuk pengisian dan caving.

Penentuan eksperimen rintangan ricih dan parameter utama beban biasanya dijalankan menggunakan kaedah mampatan ricih langsung, uniaxial dan triaksial. Menguji sifat kargo menggunakan kaedah ricih langsung boleh digunakan untuk kedua-dua badan berbutir yang ideal dan kohesif. Kaedah ujian penghancuran mampatan uniaksial (mudah) hanya terpakai untuk menilai rintangan ricih keseluruhan badan berbutir kohesif di bawah andaian bersyarat bahawa keadaan tegasan seragam dikekalkan di semua titik sampel ujian. Keputusan yang paling boleh dipercayai untuk menguji ciri-ciri badan berbutir kohesif disediakan oleh kaedah mampatan triaksial, yang membolehkan seseorang untuk mengkaji kekuatan sampel beban di bawah mampatan semua bulat.

Penentuan sudut rehat bahan berbutir halus (saiz zarah kurang daripada 10 mm) dijalankan menggunakan "kotak condong". Sudut rehat dalam kes ini ialah sudut yang dibentuk oleh satah mengufuk dan tepi atas kotak ujian pada masa apabila penumpahan jisim bahan di dalam kotak bermula

Kaedah kapal untuk menentukan sudut rehat bahan digunakan jika tiada "kotak senget"

ka". Dalam kes ini, sudut rehat ialah sudut antara generatriks kon beban dan mendatar.

rata.

Sudut rehat. Kaedah penentuan dalam keadaan semula jadi

Sudut rehat atau sudut rehat - e ini adalah sudut antara satah asas timbunan dan generatrix, yang bergantung pada jenis dan keadaan kargo. Sudut rehat ialah sudut maksimum kecerunan bahan berbutir yang tidak mempunyai kohesi, iaitu bahan yang mengalir bebas.

Dalam amalan, data pada magnitud sudut rehat digunakan apabila menentukan kawasan susun kargo, jumlah kargo dalam timbunan, jumlah kerja pemangkasan intra-hold, dan apabila mengira tekanan kargo pada dinding penutup

Pelbagai kaedah digunakan untuk menentukan sudut rehat; kaedah yang paling biasa ialah tambak Dan runtuh.

Penentuan eksperimen kekuatan ricih dan parameter asas kargo biasanya dihasilkan menggunakan kaedah potongan lurus, uniaksial Dan mampatan triaksial.

Penentuan sudut rehat bahan berbutir halus(saiz zarah kurang daripada 10 mm) dihasilkan menggunakan " laci senget" Sudut rehat dalam kes ini ialah sudut yang dibentuk oleh satah mengufuk dan tepi atas kotak ujian pada masa apabila penumpahan jisim bahan di dalam kotak bermula.

Kaedah kapal menentukan sudut rehat bahan digunakan jika tiada "kotak senget". Dalam kes ini, sudut rehat ialah sudut antara generatriks kon beban dan satah mengufuk.

Amalan mengukur sudut rehat dalam keadaan semula jadi menunjukkan bahawa nilainya adalah beberapa perubahan bergantung kepada kaedah pengisian kargo (jet atau hujan), jisim kargo yang dikaji, ketinggian, yang mana pengisian eksperimen dijalankan.

Mudah untuk pengukuran cepat kaedah Mohs, di mana bijirin dituangkan ke dalam kotak segi empat tepat dengan dinding kaca berukuran 100x200x300 mm pada 1/3 ketinggiannya. Kotak itu diputar dengan teliti 90° dan sudut antara permukaan bijian dan dinding mendatar (selepas putaran) diukur.