Kot naravno pobočje φ, stopinje, je kot, pri katerem nepodprto pobočje peščenih tal ohranja ravnovesje ali kot nagiba površine prosto nasutih tal do vodoravne ravnine.

Določanje nagibnega kota ima pomembno pri načrtovanju talnih struktur: nasipnih in naplavnih jezov, cestnih nasipov, nasipov, odlagališč jalovine, pa tudi za oceno stabilnosti naravnih pobočij in za izvajanje ukrepov za njihovo krepitev.

V primerih, ko je strižni upor delcev določen le s silami trenja, kot mirovanja sovpada s kotom notranjega trenja. {φ = φо). Vendar pa v realnih tleh strižni upor ni odvisen le od tornih sil, ampak tudi od zapletanja delcev in drugih dejavnikov, ki vplivajo na φ, tj.

Kje φ р,- komponenta zaradi trenja; φ L - isti, zaradi zaroke; φ s - enako, zaradi rezanja delcev.

Komponenta φ T odvisno od mineralne sestave delcev, prisotnosti površinskih filmov itd., φ L - na površinsko hrapavost in gostoto pakiranja delcev ter φ s - na okroglost in obliko talnih delcev. Zato vrednote φ in φ o običajno razlikujejo, zlasti pri gostih in heterogenih peskih. Vendar kot naravnega

pletenica φ o je enostavno določljiva in priročna karakteristika trdnosti nekohezivnih tal. Metoda se uporablja le za približno določitev vrednosti notranjega trenja rahlih zemljin – čistih peskov. V čistih peskih kot notranjega trenja približno ustreza kotu mirovanja, tj. kot, pod katerim je pobočje neutrjene peščene zemlje stabilno.

Nagibni kot se določi z UVT napravo (slika 8.44), ki je sestavljena iz kovinske ploščaste mize, držala in rezervoarja. Paleta je nameščena na nosilcih trex in perforirana z luknjami s premerom 0,8...1,0 mm za nasičenje peska z vodo. Lestvica, ki je nameščena na sredini pladnjeve mize, ima razdelke od 5° do 45°, s katerimi se določi naklonski kot.

riž. 8.44. Naprava za določanje kota naklona peščenih tal: diagram naprave: 1 rezervoar: 2 pokrov rezervoarja: 3 kletka: 4 miza: 5 perforirano dno: 6 - lestvica: 7 - podpora: b - splošna oblika naprave

Določanje kota mirovanja v zračno suhem stanju . Na mizo se postavi držalo, v katerega se skozi lijak nasuje pesek, dokler se ne napolni, pri čemer rahlo udarjamo po držalu. Previdno, da ne raztresete peska, dvignite sponko navpično in odčitajte na lestvici na vrhu oblikovanega peščenega stožca.

Poskus ponovimo 3-krat in izračunamo aritmetično sredino. Razlika med ponovljenimi določitvami ne sme presegati 1 stopinje.

Določanje nagibnega kota peska pod vodo . Po polnjenju ohišja s peskom se rezervoar napolni z vodo in po popolni nasičenosti vzorca se določi naklonski kot.

Za predhodno dodelitev pobočij Za jame in kamnolome je priporočljivo voditi kotne vrednosti blizu kotov naravnega počitka tal (tabela 8.61).

Tabela 8.61

Nagibni kot razsutih tal

Na vrednost nagibnega kota (#>") nekohezivnih tal vpliva enakomernost njihove granulometrične sestave: monodisperzna tla imajo dobra vrednost φо, kot polidisperzna tla enake mineralne sestave. To je razloženo z dejstvom, da majhni delci v mešanici zapolnijo vrzeli med velikimi, kar olajša njihovo mešanje po površini pobočja.

Na trenje med delci nekohezivne zemljine močno vpliva prisotnost tekočin v zemljini, katerih prisotnost zmanjša φ. V brezkohezijskih peščenih tleh vsebnost vlage pomembno vpliva na kot notranjega trenja. Ko se vsebnost vlage v pesku poveča do največje kapacitete molekularne vlage, se vrednost φ O naravno zmanjša zaradi postopnega zmanjševanja trenja in doseže minimum pri največji kapaciteti molekulske vlage. Nadaljnje povečanje vlažnosti peska povzroči nastanek kapilarne povezanosti med delci; zaradi tega začne kot notranjega trenja naraščati in z vlago doseže maksimum kapaciteto kapilarne vlage, ko so sile kapilarnega privlačenja med delci največje. Naknadno povečanje vlažnosti peska zmanjša kapilarno povezanost, trenje na stikih delcev se zmanjša, kot notranjega trenja pa se postopoma zmanjšuje, doseže najmanjša vrednost v stanju popolne nasičenosti peska z vodo.

Ocenjevanje. V praksi je narava in kakovost uničenja kamnine jasno določena z njeno granulometrično sestavo. Označuje zrahljano kamnino z odstotkom vsebnosti delcev različnih velikosti v njej in jo je mogoče prikazati s krivuljo (slika 2.1), če je premer delcev, mm, narisan vzdolž osi abscise, in skupna vsebnost delcev s premerom, manjšim od danega, je narisan vzdolž ordinatne osi v odstotkih.
Za karakterizacijo heterogenosti sipkih kamnin se uporablja razmerje d60/d10=Kn, imenovano koeficient heterogenosti (d60, d10 sta največja premera kosov, ki predstavljajo 60 oziroma 10% celotne prostornine sipke kamnine).
Granulometrična sestava kamnine je še posebej pomembna pri postopkih hidromehanizacije. Odvisen od njega specifična poraba voda za razvoj in transport, najmanj dovoljen naklon dna obraza in pladnjev, kritična hitrost vode.
Naklonski kot φ je največji kot, ki ga tvori prosta površina zdrobljene kamnine z vodoravno ravnino. Delci kamnin, ki se nahajajo na tej površini, doživljajo stanje skrajnega ravnotežja. Če je teža delca P (slika 2.2), potem v stanju mejnega ravnotežja na prosti površini na delec delujejo sile: Pn je normalna tlačna sila, ki delec pritiska na prosto površino; Pτ je sila, ki teži k premikanju delcev navzdol; Ft je sila trenja, odvisna od Pn in koeficienta trenja ftr, R je reakcija podpore. Ker je delec v ravnotežju, imamo

tj.

Kot naravnega naklona tal se imenuje najvišjo vrednost kot, ki ga tvori površina zemlje, nasuta brez udarcev, z vodoravno ravnino; tresenje in vibracije.
Nagibni kot je odvisen od strižne odpornosti tal. Da bi ugotovili to razmerje, si predstavljamo telo zemlje, razrezano z ravnino a - a, nagnjeno proti obzorju pod kotom a (slika 22).

Del tal nad ravnino a - a, obravnavan kot ena sama masa, lahko ostane v mirovanju ali se premika pod vplivom sile P - lastne teže in vpliva konstrukcije, ki je na njej postavljena.
Razčlenimo P na dve sili: N = P cos a, usmerjeno normalno na ravnino a - a, in silo T = P sin a, vzporedno z ravnino a - a. Sila T teži premakniti odrezani del, ki ga držijo sile adhezije in trenja v a - a ravnini.
V stanju mejnega ravnotežja, ko je strižna sila uravnotežena z uporom trenja in adhezije, ko pa striga še ni, je izpolnjena enakost 26, tj. T = N tg f + CF.
V ilovnatih tleh se strigu upira predvsem kohezija.

Laboratorijske vaje 1. Določitev velikosti nasipnega kota in naklona zrnato-grudastega materiala

Cilj dela.Določite vrednosti kota počitka in kota izlivanja zrnato-grudastega materiala.

Teoretične določbe . Zrnato-grudasti material, ki leži na nagnjeni ravnini (na primer na nagnjeni ravnini bunkerja, na nagnjenem tračnem transporterju itd.), Pod določenim kotom naklona te ravnine do obzorja, se začne zlivati ​​navzdol. Ta največji kot nagiba se imenuje kot izlivanja.

Glede na obliko kosov lahko opazimo dve vrsti gibanja kosa materiala vzdolž nasipne ravnine: drsenje in kotaljenje. Drsenje opazimo pri kosih z razvitimi ravnimi robovi; premikanje kosov je tukaj preprečeno z drsnim trenjem med robovi kosov in ravnino izliva. Kotaljenje opazimo, ko so kosi oblikovani blizu krogle. V tem primeru se kos premika med kotaljenjem s kotalnim trenjem.

Mejno stanje mirovanja plasti grudastega materiala na nagnjeni ravnini nastopi, ko sila trenja F enaka projekciji M gravitacija G na to ravnino (slika 1). Po drugi strani pa je ista sila trenja sorazmerna z normalnim pritiskom kosa materiala na nagnjeno ravnino

F= M= fN,

od koder je f = M / N = tanα

Kje f –koeficient trenja, določen z lastnostmi samega materiala, enak tga ;

α – kot nasipa zrnato-grudastega materiala.

Slika 1

Če upoštevamo celotno plast razsutega materiala, ki se giblje po gladki nagnjeni ravnini, potem tudi pri sferičnih kosih material drsi vzdolž ravnine in ne kotaljenja, saj celoten material »teče« kot neprekinjena masa.

Nasipni kot je odvisen od koeficienta trenja materiala na nasipno ploskev, od oblike in velikosti kosov, od strukture površine, na katero poteka nasip (površina je lahko gladka, hrapava, rebrasta itd.). ), kot tudi vsebnost vlage v samem kosu materiala.

Če zrnato-grudasti material nalijete na vodoravno ravnino, se na njej nahaja v obliki stožca. Kot med generatriko tega stožca in vodoravno ravnino imenujemo kot mirujočega zrnato-grudastega materiala.

Nagibni kot je vedno večji od nagibnega kota (pri istem materialu), saj prisotnost nepravilnosti na površini materiala preprečuje kotaljenje, še bolj pa drsenje kosov. Kot mirovanja je v veliki meri odvisen od frakcijske sestave grudne snovi, saj slednja določa celotno strukturo površine stožca. Ta heterogenost v velikosti kosov hkrati povzroči prednostno kotaljenje velikih kosov materiala na rob kupa, ki se nasuje, saj površinske nepravilnosti zagotavljajo manjši upor kotaljenju velikih kosov.y kosi kot majhni (slika 2). Neenakomerno porazdelitev kosov po velikosti je treba upoštevati pri nalaganju polnjenih absorberjev, jaščnih peči ipd., saj na mestih velikih kosov, torej na obrobju, dobimo večji prerez kanalov in plin teče. pretežno skozi te kanale, ki imajo manjši hidravlični upor.

Fino zmleti materiali imajo zaradi bolj razvite torne površine večji kot mirujočega pomena, to je manjšo sipkost.

Slika 2

Nagibni kot je bistveno odvisen od vsebnosti vlage v materialu, saj voda, ki se nahaja na površini kosov, povzroči njihovo sprijemanje in s tem ovira gibanje posameznih kosov. Manjši kot so kosi materiala, večji je učinek vlage; vendar prekomerna vlaga povzroči povečanje fluidnosti tekočine po plasteh med kosi materiala in kot mirovanja se spet zmanjša (tabela 1).

Tabela 1

Kot mirovanja in odklonski kot se močno zmanjšata s premikanjem materiala in ravnine, na kateri leži. Med udarci ali tresljaji se material intenzivno drobi, širi, poskuša sprejeti vodoravni položaj, saj se med nihanjem v določenih trenutkih zmanjša medsebojno trenje po površini stika kosov med seboj in kosov z ravnino. To je osnova za uporabo vibracijskih transportnih naprav, vibratorjev za lažje razkladanje zabojnikov, prekucnikov in dozirnih naprav.

Pri projektiranju je potrebno poznavanje kotov naklona in padca skladiščne prostore, transporterji, jaščne peči, kjer se ukvarjajo s sipkimi materiali. Nezmožnost teoretičnega upoštevanja vseh dejavnikov, ki določajo velikost teh kotov, vodi do potrebe po njihovem eksperimentalnem določanju.

Opis namestitve. Za določitev kota mirovanja se uporablja gladka črta vodoravna ravnina z razdelki v centimetrih in kratkim kovinskim valjem; za določitev kota izlivanja - naprava, sestavljena iz gredi 1, na katero je privita vrvica, nosilca 2, skozi katero je vrvica povezana z dvižno ploščo 3, in inklinometra 4, nameščenega na osi vrtenja dvižne plošče. Dvižna plošča je opremljena s kazalcem, ki na kotomeru prikazuje kot njenega dviga (slika 3). Postavili smo zaboj za zbiranje razlite mase. Delo uporablja tudi ravnilo, tehtnico in pravokoten kovinski okvir.

Slika 3

Izvajanje poskusov in zapisovanje opazovanj. Pri določanju kotov naklona in odlaganja se uporablja razsuti material dveh ali treh velikosti.

A. Določitev kota mirovanja

1. Postavite kovinski valj na sredino vodoravne ravnine,

2. Zajemite razsuti material in ga vlijte v valj.

3. Počasi dvignite valj in pustite, da se material prosto razprši po ravnini.

B. Določitev kota izlivanja

1. Na dvižno desko postavite pravokoten kovinski okvir in ga popolnoma napolnite z razsutim materialom.

2. Odstranite pravokotni okvir in s počasnim vrtenjem gredi dvignite desko v nagnjen položaj.

3. Ko se material začne krušiti, nehajte dvigovati ploščo in zabeležite kot njenega naklona. Prenesite ves material z dvižne deske in njenega stojala na list papirja, stehtajte material, dodajte določeno količino vode (ki jo določi učitelj), temeljito premešajte in enako določite z mokrim materialom (koraka A, 1 - 4 in B,

Vnesite eksperimentalne rezultate v tabelo 2.

tabela 2

Obdelava rezultatov poskusa. S pomočjo razmerja določite vrednost tan α in s pomočjo tabel poiščite ustrezno vrednost α.

velikost pisave:14,0pt; font-family:" times new roman>kjer je α naklonski kot, stopinje;

H – višina kupa materiala, cm;

D – premer kupa materiala, cm;

velikost pisave:14,0pt; družina pisav:"krat nov roman>– polmer kupa materiala, cm,

1) Kratek povzetek teorije in namen dela.

2) Shema namestitve.

3) Tabela 2.

4) Zaključek o delu.

Naloga za pripravo na laboratorijsko delo .

1) Brušenje trdi materiali in njihovo razvrstitev.

2) Mletje, presejanje in doziranje trdne snovi.

Kontrolna vprašanja .

1) Pojasnite pojem "kot kota".

2) Vrste gibanja grudastega materiala vzdolž sipke ravnine.

3) Poimenujte dejavnike, od katerih je odvisen kot nasipa zrnato-grudastega materiala.

4) Pojasnite pojem »mirni kot zrnatega grudastega materiala«.

5) Poimenujte dejavnike, od katerih je odvisen naklonski kot.

6) Povejte mi, katera vrednost je večja - kot prelivanja ali kot mirovanja, pojasnite, zakaj.

7) Kako se spreminjajo vrednosti kota prelivanja in kota mirujočega položaja z gibanjem materiala in ravnine, na kateri leži?

8) Kako je naklonski kot odvisen od vlažnosti?

9) Ali ima fino ali grobo zmlet material večji kot mirujočega pomena?

10) Zakaj je potrebno poznati kote mirovanja in padca?

Kot mirovanja ali mirovanja – to je kot med ravnino baze skladovnice in generatriso, ki je odvisen od vrste in stanja tovora. Kot mirovanja – največji kot naklona zrnatega materiala, ki nima kohezije, to je sipkega materiala. Razsuti in porozni razsuti tovori imajo večji kot mirovanja kot trdni kosovni tovori. Z naraščajočo vlažnostjo se kot mirovanja poveča. Pri dolgotrajnem skladiščenju številnih razsutih tovorov se kot mirovanja poveča zaradi zbijanja in strjevanja. Obstaja razlika med kotom mirovanja v mirovanju in med gibanjem. V mirovanju je nagibni kot za 10–18° večji kot pri gibanju (na primer na tekočem traku).

Velikost nagibnega kota tovora je odvisna od oblike, velikosti, hrapavosti in enakomernosti tovora.

delcev, vlažnost tovorne mase, način njenega odlaganja, začetno stanje in material podporne površine.

Za določanje kota mirovanja se uporabljajo različne metode; Najpogostejši metodi sta zasipanje in jamarstvo.

Eksperimentalno določanje strižne odpornosti in glavnih parametrov obremenitve se običajno izvaja z metodami neposrednega striga, enoosnega in triosnega stiskanja. Testiranje lastnosti tovora z metodami neposrednega striga je uporabno tako za idealna kot za kohezivna zrnata telesa. Enoosna (preprosta) preskusna metoda stiskanja in drobljenja je uporabna le za oceno celotne strižne odpornosti kohezivnih zrnatih teles ob pogojni predpostavki, da se na vseh točkah preskusnega vzorca ohranja enakomerno napetostno stanje. Najbolj zanesljive rezultate testiranja lastnosti kohezivnega zrnatega telesa daje metoda triosne stiskanja, ki omogoča preučevanje trdnosti vzorca obremenitve pri vsestranskem stiskanju.

Določitev kota mirovanja drobnozrnatih snovi (velikosti delcev manj kot 10 mm) se izvede z uporabo "poševne škatle". Kot mirovanja je v tem primeru kot, ki ga tvorita vodoravna ravnina in zgornji rob testne škatle v trenutku, ko se začne množično izločanje snovi v škatli

Ladijska metoda za določanje kota mirovanja snovi se uporablja v odsotnosti "nagibne škatle"

ka". V tem primeru je naklonski kot kot med generatriko bremenskega stožca in vodoravno ravnino.

stanovanje.

Kot mirovanja. Metode določanja v naravnih razmerah

Kot mirovanja oz kot mirovanja - e to je kot med ravnino baze skladovnice in generatriso, ki je odvisen od vrste in stanja tovora. Nagibni kot je največji kot naklona zrnatega materiala, ki nima kohezije, to je prosto tekočega materiala.

V praksi podatki o velikost kota mirovanja uporablja se pri določanju površine zlaganja tovora, količine tovora v skladovnici, obsega obrezovalnih del v skladišču in pri izračunu pritiska tovora na ograjene stene

Za določanje kota mirovanja se uporabljajo različne metode; najpogostejše metode so nasipi in kolaps.

Eksperimentalna določitev strižna trdnost in osnovni parametri tovora se običajno proizvajajo z uporabo metod ravni kroj, enoosni in triosno stiskanje.

Določitev kota mirovanja drobnozrnate snovi(velikosti delcev manj kot 10 mm) se proizvaja z uporabo “ nagibni predal" Kot mirovanja je v tem primeru kot, ki ga tvorita vodoravna ravnina in zgornji rob testne škatle v trenutku, ko se začne množično izločanje snovi v škatli.

Ladijska metoda določanje nagibnega kota snovi se uporablja v odsotnosti "nagibne škatle". V tem primeru je naklonski kot kot med generatriko bremenskega stožca in vodoravno ravnino.

Praksa merjenja kotov mirovanja v naravnih razmerah kaže, da je njihova vrednost več spremembe odvisno od način polnjenja tovor (jet ali dež), maše preučevani tovor, višine, s katerim se izvaja poskusno polnjenje.

Priročno za hitre meritve Mohsova metoda, pri kateri se žito na 1/3 višine nasuje v pravokotno škatlo s steklenimi stenami dimenzij 100x200x300 mm. Škatla se previdno zavrti za 90° in izmeri se kot med površino zrna in vodoravno (po vrtenju) steno.