Kot mirovanja φ, stopinj, se imenuje kot, pri katerem neojačano pobočje peščene zemlje ohranja ravnotežje ali kot nagiba površine ohlapno nalite zemlje na vodoravno ravnino.

Določanje kota naklona je pomembno pri načrtovanju talnih konstrukcij: zasipavanju in zasipavanju jezov, cestnih nasipov, nasipov, jalovine, pa tudi za ocenjevanje stabilnosti naravnih pobočij in za sprejemanje ukrepov za njihovo utrjevanje.

V primerih, ko strižno upornost delcev določajo samo sile trenja, kot počivanja sovpada s kotom notranjega trenja {φ = φо). Vendar pa v resničnih tleh strižna odpornost "ni odvisna samo od sil trenja, temveč tudi od vpetja delcev in drugih dejavnikov, ki vplivajo na φ, tj.

kje φ p,- komponenta zaradi trenja; φ L - enako, zaradi zaroke; φ z - enako, z odrezovanjem delcev.

Komponenta φ T odvisno od mineralne sestave delcev, prisotnosti površinskih filmov itd., φ L - na hrapavosti površine in gostoti pakiranja delcev, in φ z - od okroglosti in oblike delcev zemlje. Zato vrednosti φ in φ približno se običajno razlikujejo, zlasti pri gostih in heterogenih peskah v strukturi. Vendar pa kot naravnega

kosa φ približno je enostavno določljiva in priročna lastnost trdnosti nekohezivnih tal. Metoda se uporablja samo za približno določitev vrednosti notranjega trenja rahlih tal - čisti peski. Pri čistih peskih približno vrednost kota notranjega trenja ustreza kotu mirovanja, t.j. kot, pod katerim je neojačano peščeno pobočje stabilno.

Kot počivanja določimo na UVT napravi (slika 8.44), ki je sestavljena iz kovinske mize-palete, držala in rezervoarja. Paleta je nameščena na treh nosilcih in perforirana z luknjami premera 0,8 ... 1,0 mm za nasičenost peska z vodo. Lestvica, pritrjena na sredini paletne mize, ima delitve od 5 ° do 45 °, v skladu s katerimi se določi kot naklona.

riž. 8.44. Naprava za določanje kota naklona peščenih tal: shema naprave: 1 rezervoar: 2 pokrov rezervoarja: 3 držalo: 4 miza: 5 perforirano dno: 6 - lestvica: 7 - podpora: b - splošni pogled na naprave

Določanje kota počivanja v zračno suhem stanju ... Na mizo je nameščena sponka, v katero se skozi lijak nalije pesek, dokler se ne napolni, rahlo potrkamo po sponki. Previdno, da ne raztresete peska, dvignite sponko navpično in odčitajte lestvico na vrhu stožca, ki ga tvori pesek.

Poskus se ponovi 3-krat in izračuna se aritmetična sredina. Razlika med ponavljajočimi se določitvami ne sme presegati 1 stopinje.

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

Za vnaprejšnjo določitev pobočij jame in kamnolome je priporočljivo voditi po vrednostih kotov, ki so blizu kotov naravnega pobočja tal (tabela 8.61).

Tabela 8.61

Kot počivanja nasipnih tal

Na kot mirovanja (#> ") nekohezivnih tal vpliva enakomerna porazdelitev velikosti delcev: monodisperzna tla imajo veliko vrednost φо, kot polidisperzna tla enake mineralne sestave. To je posledica dejstva, da v mešanici majhni delci zapolnijo vrzeli med velikimi, kar olajša njihovo mešanje vzdolž površine pobočja.

Prisotnost tekočin v tleh ima velik vpliv na trenje med delci nekohezivne zemlje, katerih prisotnost zmanjša φ. V kohezivnih peščenih tleh vlaga bistveno vpliva na kot notranjega trenja. S povečanjem vsebnosti vlage v pesku na največjo molekulsko kapaciteto vlage se vrednost φ O se naravno zmanjša zaradi postopnega zmanjševanja trenja in doseže minimum pri največji molekularni vlažni kapaciteti. Nadaljnje povečanje vsebnosti vlage v pesku vodi do nastanka kapilarne povezanosti med delci; zaradi tega se kot notranjega trenja začne povečevati in doseže maksimum pri vsebnosti vlage kapilarne vlažne kapacitete, ko so sile kapilarnega privlačenja med delci največje. Naknadno povečanje vsebnosti vlage v pesku zmanjša kapilarno povezljivost, trenje na stikih delcev se zmanjša, kot notranjega trenja pa se postopoma zmanjšuje in doseže minimalno vrednost v stanju popolne nasičenosti peska z vodo.

Ocenjevanje. V praksi je narava in kakovost uničenja kamnin jasno določena z njegovo granulometrijsko sestavo. Razrahljano kamnino označuje z odstotkom delcev različnih velikosti v njej in jo je mogoče prikazati s krivuljo (slika 2.1), če je abscisa narisana s premerom delcev, mm, ordinata pa je skupna vsebnost delcev z premer manjši od tega, v odstotkih.
Za karakterizacijo heterogenosti ohlapnih kamnin se uporablja razmerje d60 / d10 = Kн, ki se imenuje koeficient heterogenosti (d60, d10 so največji premeri kosov, ki predstavljajo 60 in 10% celotne prostornine sipke kamnine, oziroma).
Posebej pomembna je granulometrijska sestava kamnine med hidromehanizacijskimi postopki. Od tega je odvisna specifična poraba vode za razvoj in transport, najmanjši dovoljeni naklon dna čela in pladnjev ter kritična hitrost vode.
Nagibni kot φ je največji kot, ki ga tvori prosta površina ohlapne zdrobljene kamnine z vodoravno ravnino. Kamninski delci, ki se nahajajo na tej površini, doživljajo stanje končnega ravnotežja. Če je teža delca P (slika 2.2), potem v stanju mejnega ravnotežja na prosti površini na delec delujejo naslednje sile: Pn je normalna tlačna sila, ki pritiska delec na prosto površino; Рτ - sila, ki teži k premikanju delca navzdol; Ft je sila trenja, odvisna od Pn in koeficienta trenja ffr, R je podporna reakcija. Ker je delec v ravnotežju, imamo

tj.

Kot počivanja tal je največja vrednost kota, ki z vodoravno ravnino tvori površino tal, nalito brez sunkov; udarci in vibracije.
Nagibni kot je odvisen od strižne odpornosti tal. Da bi vzpostavili to razmerje, si predstavljamo talno telo, ki ga prereže ravnina a - a, nagnjeno k obzorju pod kotom a (slika 22).

Del tal nad ravnino a - a, ki se obravnava kot en sam masiv, lahko ostane v mirovanju ali se premika pod delovanjem sile P - lastne teže in udarca nanjo postavljene konstrukcije.
Razstavimo 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 k premikanju odseka, ki ga držita sili kohezije in trenja v ravnini a - a.
V stanju skrajnega ravnovesja, ko je strižna sila uravnotežena z uporom trenja in oprijema, ko pa še ni striženja, je izpolnjena enakost 26, to je T = N tan f + CF.
V ilovnatih tleh se striženje v glavnem ustavi z oprijemom.

Laboratorijske naloge 1. Določanje vrednosti kota vlivanja in kota počivanja zrnate grude

Cilj.Določite vrednosti kota počivanja in kota vlivanja zrnatega grudastega materiala.

Teoretična določila . Zrnati grudasti material, ki leži na nagnjeni ravnini (na primer na nagnjeni ravnini bunkerja, na nagnjenem tračnem transporterju itd.), Pri določenem kotu naklona te ravnine do obzorja, se začne vzdolž nje drobiti. Ta omejevalni kot naklona se imenuje kot rampe.

Glede na obliko kosov lahko opazimo dve vrsti gibanja kosovnega materiala vzdolž ravnine vlivanja: drsenje in valjanje. Drsenje opazimo pri kosih z razvitimi ravnimi robovi; gibanje kosov tu ovira drsno trenje med robovi kosov in ravnino polivanja. Kotaljenje opazimo, ko je oblika kosov blizu krogle. V tem primeru se premikanje kosa pojavi kot njegovo kotaljenje, z uporom kotalnega trenja.

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

F= M= fN,

od koder je f = М / N = tanα

kje f -koeficient trenja, ki ga določajo lastnosti samega materiala, enak tga;

α – kot vlivanja zrnatega in grudastega materiala.

Slika 1

Če upoštevamo celotno plast razsutega materiala, ki se giblje po gladki nagnjeni ravnini, potem tudi pri kosih sferične oblike pride do zdrsa materiala po ravnini in ne kotaljenja, saj ves material "teče « v trdni masi.

Kot drobljenja je odvisen od koeficienta trenja materiala ob ravnino drobljenja, od oblike in velikosti kosov, od strukture površine, na kateri poteka drobljenje (površina je lahko gladka, hrapava, rebrasta itd.), kot tudi vsebnost vlage samega grudastega materiala.

Če zrnat grudasti material vlijete na vodoravno ravnino, se na njej nahaja v obliki stožca. Kot med generatriko tega stožca in vodoravno ravnino se imenuje kot počivanja zrnatega grudastega materiala.

Nagibni kot je vedno večji od kota padca (za isti material), saj prisotnost nepravilnosti na površini materiala preprečuje, da bi se kosi kotalili, kaj šele drseli. Nagibni kot je v veliki meri odvisen od frakcijske sestave grudastega materiala, saj slednja določa celotno strukturo površine stožca. Ta heterogenost velikosti kosov hkrati povzroča prevladujoče valjanje velikih kosov materiala na rob naloženega kupa, saj imajo površinske nepravilnosti manjšo odpornost na valjanje velikih kosov.kosi kot majhni (slika 2). Neenakomerno porazdelitev kosov po velikosti je treba upoštevati pri nalaganju nabitih absorberjev, jaščnih peči ipd., saj na mestih velikih kosov, torej na obodu, dobimo večji prerez kanalov in bo plin tekel predvsem skozi ti kanali, ki imajo manjši hidravlični upor.

Fino zmleti materiali imajo zaradi bolj razvite torne površine večji kot počivanja, torej manjšo pretočnost.

slika 2

Nagibni kot je bistveno odvisen od vlažnosti materiala, saj voda, ki se nahaja na površini kosov, povzroči njihovo lepljenje in s tem ovira gibanje posameznih kosov. Manjši ko so kosi materiala, bolj se kaže vpliv vlage; vendar prekomerno vlaženje vodi do povečanja plastne pretočnosti tekočine med kosi materiala in kot mirovanja se ponovno zmanjša (tabela 1).

Tabela 1

S premikom materiala in ravnine, na kateri leži, se kot mirovanja in kot padavin močno zmanjšata. S tresenjem ali tresljaji se material intenzivno drobi, širi in si prizadeva zavzeti vodoravni položaj, saj se med tresljaji v določenih trenutkih medsebojno trenje vzdolž kontaktne površine kosov med seboj in kosov z ravnino zmanjša. To je osnova za uporabo naprav za prenašanje vibracij, vibratorjev za olajšanje razkladanja bunkerjev, tovornjakov in dozirnih naprav.

Poznavanje kotov odmika in odlaganja je potrebno pri projektiranju skladišč, transporterjev, jaških peči, kjer se obravnavajo razsuti materiali. Nezmožnost teoretičnega upoštevanja vseh dejavnikov, ki določajo velikost teh kotov, vodi v potrebo po njihovem eksperimentalnem določanju.

Opis namestitve. Za določitev kota mirovanja se uporablja gladka vodoravna ravnina z razdelki v centimetrih in kratkim kovinskim cilindrom; za določitev kota vlivanja - naprava, sestavljena iz gredi 1, na katero je navita vrvica, nosilca 2, preko katerega je vrv povezana z dvižno desko 3, in kotomerja 4, nameščenega na osi vrtenja dvižna deska. Dvižna deska je opremljena s kazalko, ki prikazuje kot njenega dviga na kotomerju (slika 3). Za zbiranje vlite mase postavimo škatlo. Pri delu so uporabljeni tudi ravnilo, tehtnica in pravokoten kovinski okvir.

Slika 3

Izvajanje poskusa in beleženje opazovanj. Pri določanju kotov počivanja in izpadanja se uporablja razsuti material dveh ali treh razredov velikosti.

A. Določitev kota mirovanja

1. Kovinski cilinder postavite na sredino vodoravne ravnine,

2. Z zajemalko poberite razsuti material in ga vlijte v valj.

3. Počasi dvignite cilinder, tako da se material prosto razprostira po ravnini.

B. Določanje kota odmika

1. Postavite pravokoten kovinski okvir na dvižno desko in ga popolnoma pokrijte z ohlapnim materialom.

2. Odstranite pravokoten okvir in počasi vrtite gred, dvignite desko v nagnjen položaj.

3. Ko se material začne drobiti, nehajte dvigovati desko in zabeležite kot naklona. Ves material z dvižne deske in njene podpore prenesite na list papirja, material stehtajte, dodajte določeno količino vode (ki jo določi učitelj), dobro premešajte in naredite enake definicije z mokrim materialom (stopnje A, 1 - 4 in B,

Rezultate poskusov je treba vnesti v tabelo 2.

tabela 2

Obdelava rezultatov poskusa. S pomočjo relacije določite vrednost tg α in iz tabel poiščite ustrezno vrednost α.

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

H je višina kopice materiala, cm;

D - premer kupa naloženega materiala, cm;

velikost pisave: 14,0 pt; font-family: "times new roman> - polmer kopice materiala, cm,

1) Povzetek teorije in namena dela.

2) Shema namestitve.

3) Tabela 2.

4) Sklep o delu.

Naloga za pripravo na laboratorijsko delo .

1) Mletje trdnih materialov in njihova razvrstitev.

2) Mletje, presejanje in doziranje trdnih snovi.

Kontrolna vprašanja .

1) Pojasni pojem "kot izlivanja".

2) Vrste gibanja grudastega materiala vzdolž vlite ravnine.

3) Kateri so dejavniki, ki vplivajo na kot zrnatega in grudastega materiala.

4) Pojasnite pojem "kot počivanja zrnatega grudastega materiala."

5) Navedite dejavnike, ki vplivajo na kot počivanja.

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

7) Kako se med gibanjem materiala in ravnine, na kateri leži, spremenita vrednost kota odmika in kota mirovanja?

8) Kako je kot počivanja odvisen od vlažnosti?

9) Ali ima fini ali grobi material večji naklon?

10) Zakaj je treba poznati kote počitka in padca?

Kot mirovanja ali kot mirovanja Je kot med ravnino osnove sklada in generatriko, ki je odvisen od vrste in stanja tovora. Kot mirovanja - največji nagibni kot naklona zrnatega materiala, ki nima oprijema, to je prosto tekočega materiala. Razsuti in porozni razsuti tovori imajo večji kot mirovanja kot trdni razsuti tovori. Kot mirovanja narašča z naraščajočo vlažnostjo, pri dolgotrajnem skladiščenju številnih razsutih tovorov pa se kot mirovanja poveča zaradi zbijanja in strjevanja. Razlikovati med kotom počitka v mirovanju in med gibanjem. V mirovanju je kot mirovanja 10 - 18 ° večji kot med gibanjem (npr. na tekočem traku).

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

delci, vsebnost vlage v masi tovora, način polnjenja, začetno stanje in material nosilne površine.

Za določitev vrednosti kota počivanja se uporabljajo različne metode; najpogostejši metodi sta polnjenje in jamarstvo.

Eksperimentalno določanje strižne odpornosti in glavnih parametrov obremenitve se običajno izvaja z metodami direktnega strižnega, enoosnega in triosnega stiskanja. Preskušanje lastnosti obremenitve z neposrednimi strižnimi metodami je uporabno tako za idealne kot kohezivne trdne snovi. Preskusna metoda za enoosno (enostavno) stiskanje - drobljenje je uporabna samo za oceno skupne strižne odpornosti kohezivnih teles v razsutem stanju pod pogojno predpostavko, da se ohranja enotno napetostno stanje na vseh točkah preskusnega vzorca. Najbolj zanesljivi rezultati preskusov za lastnosti kohezivnega razsutega telesa so pridobljeni z metodo triaksialne kompresije, ki omogoča preučevanje trdnosti obremenitvenega vzorca pri vsestranskem stiskanju.

Določanje kota počivanja drobnozrnatih snovi (velikost delcev manj kot 10 mm) se izvede z uporabo "nagnjene škatle". Kot mirovanja je v tem primeru kot, ki ga tvorita vodoravna ravnina in zgornji rob testne škatle v trenutku, ko se množično odvajanje snovi v škatli šele začne.

Ladijska metoda za določanje kota počivanja snovi se uporablja, če ni "nagibne škatle"

ka". V tem primeru je kot mirovanja kot med generatriko tovornega stožca in vodoravno

letalo.

Kot mirovanja. Metode določanja v naravnih razmerah

Kot mirovanja oz kot mirovanja - uh nato kot med ravnino osnove sklada in generatriko, ki je odvisen od vrste in stanja tovora. Kot mirovanja - največji nagibni kot naklona zrnatega materiala, ki nima oprijema, torej prosto tekočega materiala.

V praksi podatki o kota mirovanja se uporabljajo pri določanju površine zlaganja tovora, količine tovora v skladovnici, prostornine obrezovanja v kaluži, pri izračunu vrednosti tlaka tovora na stene, ki ga obdajajo.

Za določitev vrednosti kota počivanja se uporabljajo različne metode; najpogostejše metode so polnila in kolaps.

Eksperimentalna definicija strižna odpornost in glavni parametri tovora se običajno proizvajajo z metodami ravni rez, enoosno in triaksialna kompresija.

Določanje kota mirovanja drobnozrnate snovi(velikost delcev manj kot 10 mm) se proizvaja z uporabo " nagibna škatla". Kot mirovanja je v tem primeru kot, ki ga tvorita vodoravna ravnina in zgornji rob testne škatle v trenutku, ko začne glavnina snovi v škatli padati.

Ladijski način določitev kota mirovanja snovi se uporablja v odsotnosti "nagibne škatle". V tem primeru je kot mirovanja kot med generatriko obremenilnega stožca in vodoravno ravnino.

Praksa izvajanja meritev kotov počivanja v naravnih razmerah kaže, da je njihova vrednost nekoliko spremembe odvisno od način polnjenja tovor (jet ali dež), maše preiskani tovor, višine, s katerim se izvaja poskusno polnjenje.

Priročno za hitre meritve Mohsov način, v katerem se zrno na 1/3 višine vlije v pravokotno škatlo s steklenimi stenami dimenzij 100x200x300 mm. Škatlo previdno zavrtimo za 90 ° in izmerimo kot med površino zrna in vodoravno (po obračanju) steno.