4builders.ru

Строй журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угла естественного откоса сыпучего грунта

Угла естественного откоса сыпучего грунта

— Сухая свеженасыпанная земля, лишенная сцепления, удерживается в равновесии, как и вообще всякое сыпучее тело, под действием силы тяжести и трения; самый крутой откос, который можно придать земле в этом случае, называется естественным, или натуральным, откосом. Угол наклонения естественного откоса к горизонту называется также углом трения сыпучего тела. Если же между частицами земли действует еще сцепление, то земляная масса сохраняет равновесие и при более крутых откосах, но в этом случае наклонение откоса, при котором земля может держаться, изменяется с высотою. Опыты, произведенные для определения угла естественного откоса разных сыпучих тел, дали следующие результаты:

При этом для всякого сыпучего тела зависимость между углом естественного откоса и коэффициентом трения выражается равенством f = tgφ.

Для противодействия обрушению земляной массы с более крутыми откосами или ограниченной отвесно необходимо подпереть ее стеною, которая при этом испытывает Д., называемое активным, или напором земли на стену. Для сохранения равновесия сопротивление стены должно быть не менее этого давления. В свою очередь, поддерживающая стена производит на земляную массу Д., равное напору. В случае действия на стену внешней силы Д. ее на землю может возрастать до того, что земля не выдержит и уступит, отодвигаясь в сторону или выпираясь вверх. Сопротивление, оказываемое такому перемещению, называется пассивным Д., или отпором земляной массы. Сила напора земли на поддерживающую ее стену определяется по величине, направлению и точке приложения, преимущественно на основании «теории Д. земли», установленной еще около конца XVI ст., но разработанной научно лишь в 1773 г. Кулоном (Coulomb) в записке, представленной им в французскую акад. наук.

Существенное основание этой теории заключается в предположении, что при нарушении равновесия земляной массы, имеющей правильные очертания, от нее отделяется призма в виде клина ВАС, ограниченного снаружи плоскостью соприкосновения с поддерживающей стенкой, а со стороны остальной массы наклонной плоскостью АС, начинающейся внизу стенки, от подошвы земляного тела. Такой же клин своим распором производит Д. на подпорную стену. В прежнее время величину призмы определяли произвольно, полагая, что плоскость обрушения АС совпадает с направлением естественного откоса грунта. Кулон же указал, что для определения Д. на стену надо из всех возможных призм принять ту, которая при скольжении своем вдоль плоскости обрушения производит на стену наибольшее горизонтальное Д. В разработке теории на основании этой гипотезы участвовали затем многие математики и инженеры, в особенности французские и германские. При этом получается, что «призма наибольшего Д.», или «призма обрушения», отделяется от остальной массы по плоскости, образующей с горизонтом угол θ = 45°+ φ/2, ΰ величина напора, или активного давления на стену, считая на метр ее длины, определяется формулой:

K = (γh 2 /2)tg[45°—(φ/2)],

в которой γ — вес куб. м грунта, h — высота подпорной стены и φ — угол естественного откоса. Для песка, напр., которого угол естественного откоса = 30° и вес куб. м 1800 км, К = 300 кг при h = 1 м. Если частицы грунта, кроме того, обладают еще некоторым сцеплением, то давление на погонный м подпорной стены вычисляется по формуле:

в которой при прочих прежних обозначениях h есть высота, до которой грунт может держаться без подпорной стены отвесно, не осыпаясь (сырой песок до 2 м, глинистая земля — от 2 до 4 м). См. также Подпорные стенки. Предположение, которого придерживаются еще в настоящее время, что призма обрушения отделяется от остальной массы по плоскости, не вполне совпадает с действительностью. Поверхность обвалов земли, наблюдаемых в природе, имеет более или менее неправильный вид вследствие вязкости и неравномерного сосостава землистых масс. При всех теоретических исследованиях, служащих основанием для практических вычислений, принимают для простоты вполне равномерный состав грунта и плоский вид поверхности обрушения. Теория Д. сыпучих и частью вязких тел обогатилась позднейшими трудами французских и немецких ученых и затем в последнее время самостоятельными исследованиями русских ученых и инженеров, направленными к получению более точных формул Д. земли на основании непосредственных опытов и связанных с ними теоретических изысканий. Паукер, придерживаясь теории Кулона Понселе, воспользовался ею для вывода необходимой глубины заложения оснований в песчаном грунте. Курдюмов и Янковский дали новую теорию сопротивления естественных оснований, причем в подтверждение своих выводов произвели ряд любопытных опытов в механической лаборатории Института инженеров путей сообщения, с применением фотографии для закрепления действительных форм выпучивания грунта под Д. призматических тел. Называем несколько сочинений по этому вопросу: Raukine, «On the Stability of loose earth» в «Philosophical transactions» (1856-57); Winkler, «Neuere Theorie des Erddrucks» (B., 1872); Weyrauch, «Theorie des Erddrucksart, Grund der neueren Anschauungen» (B., 1881); Lagrene, «Note sur la poussé de terres avec ou sans surcharge» («Ann. d. P. et Ch.», 1881); Boussinesq, «Sur la détermination de l’épaisseur minimum que doit avoir un mur vertical etc.» (там же, 1882); A. Gobin, «Détermination précise de la stabilité des murs de soutènement etc.» (т. же, 1883); A. v. Kaven, «Anwendung der Theorie der Böschungen» (Лпц., 1885); труды Курдюмова и Янковского, обнародованные в «Ж. м. п. сообщ.» 1887-89 гг.

Читать еще:  Толщина наносимого слоя грунтовки гф 021

Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала

Полезная модель предназначена для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Предлагаемое устройство относится к технике измерения параметров полидисперсных сыпучих материалов, таких как глинопорошок, цемент, песок и др., в процессах их переработки.

Техническим результатом является достоверно измеренное значение угла естественного откоса сыпучего материала при сокращении времени на измерение и возможность проведения измерения вне стационарных лабораторных условий, например на производственной площадке, в полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала состоит из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. При этом определена высота Н стоек над опорной платформой. Щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса. Кроме этого, он имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Полезная модель предназначена для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Предлагаемое устройство относится к технике измерения параметров полидисперсных сыпучих материалов, таких как глинопорошок, цемент, песок и др., в процессах их переработки.

Известные устройства измерения угла естественного откоса, или, так называемого, угла внутреннего трения, предназначены для измерений этого параметра в стационарных лабораторных условиях путем многократных испытаний отобранных проб, а так же известны устройства для измерения угла естественного откоса в потоке (патент РФ на полезную модель 89702 от 10.12.2009 г.).

Известно устройство измерения угла естественного откоса глинозема по ГОСТ 27802-93 (Глинозем. Метод определения угла естественного откоса / ГОСТ 27802-93 (ИСО 902-76). Минск, 1993), которое состоит из воронки, консольной стойки, плиты и цилиндра. Значение угла откоса а определяется по формуле:

=arctg[80/(D-6)],

где D — средняя арифметическая длина четырех пересекающихся линий, мм.

Недостатком данной конструкции является материалоемкость, большие габариты, неудобство при использовании в полевых условиях, так как необходимо основание конуса, образованного сыпучим материалом очерчивать, и после удаления порошка измерять длину четырех пересекающихся линий, впоследствии рассчитывать их среднюю арифметическую длину.

Наиболее близкой по технической сущности является устройство для измерения угла естественного откоса (Шубин И.Н., Свиридов М.М., Таров В.П. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. Ун-та, 2005 г., С.12-14). При определении угла исследуемый сыпучий материал выпускают из воронки на горизонтальную площадку, затем с помощью угломера измеряют угол наклона а образующей конуса к горизонту. Устройство просто в применении, но не дает точных результатов, так как воронка не закреплена и нет поддона, что не всегда удобно, так как для использования угломера нужна гладкая ровная поверхность.

Задачей полезной модели является достоверное измерение угла естественного откоса порошкообразного материала, не сложное по технологии и затратам времени.

Техническим результатом является достоверно измеренное значение угла естественного откоса сыпучего материала при сокращении времени на измерение и возможность проведения измерения вне стационарных лабораторных условий, например на производственной площадке, в полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала состоит из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. При этом высота Н стоек над опорной платформой равна

где r — радиус опорной платформы.

Щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса. Кроме этого, он имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Предложенное устройство мобильно, так как состоит из шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем в месте соединения установлена фиксированная загрузочная воронка. Высота Н сферических стоек над опорной платформой равна Н=1,73 r, где r — радиус опорной платформы, что соответствует максимально возможному углу естественного откоса сыпучего материала (60°).

Измерение угла естественного откоса, осуществляется за один раз, без дополнительных манипуляций и вычислений, путем погружения щупа-измерителя, в конус порошкообразного материала, насыпанного через загрузочную воронку. Шуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса а с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса, что позволяет одномоментно вычислить значение угла естественного откоса конкретного порошкообразного материала.

Для улучшения контакта щупа-измерителя с порошкообразным материалом при его погружении в порошкообразный материал, щуп-измеритель имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучего материала.

Читать еще:  Угол естественного откоса скальных грунтов

Устройство состоит из шести сферических стоек 5 закрепленных на опорной круглой платформе 1 с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем в месте соединения установлена фиксированная загрузочная воронка 3, и также снабжено отдельным щупом-измерителем 4 в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. Щуп-измеритель 4 имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

При помощи разработанного устройства измерение угла естественного откоса осуществляют следующим образом. Через воронку 3, засыпают порошкообразный материал, поддерживая минимальную высоту падения частиц на образующийся конус до тех пор, пока порошкообразный материал не начнет ссыпаться с краев опорной круглой платформы 1, установленной строго горизонтально. Прекратив подачу порошка, измеряют высоту образовавшегося конуса щупом-измерителем 4, тарированным в градусах угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса.

Тарировку щупа-измерителя 4 осуществляли из условия, что tg угла откоса равен отношению высоты конуса порошка h к радиусу опорной платформы r, а угол естественного откоса =arctg(h/r). Максимально возможный угол естественного откоса по справочным данным для порошков глины, цемента, мела, песка, кальцинированной соды и др. даже во влажном состоянии не превышает 60 градусов, поэтому высота стоек над опорной платформой Н принята равной Н=1,73 r.

Разработанное и изготовленное устройство было испытано на ряде порошкообразных материалов и показало удовлетворительные результаты, приведенные в таблице 1.

Таблица 1
Результаты калибровки устройства для измерения угла естественного откоса
МатериалПлотность, кг/м 3Объемная масса, кг/м 3Угол естественного откоса
табличныйизмеренный
Гипс25009004040,5
Глина200013003537
Известь14007004342
Зола25007004544
Кремний2650115035-4542
Мел250011004545
Цемент3180110040-5042
Сода кальцинированная253080043-4543
Песок2900170040-4542

Отличие от справочных данных не превышает 5%, т.е. результаты измерений разработанным устройством достоверны.

В целом, совокупность признаков предлагаемой полезной модели необходима и достаточна для решения поставленной задачи и в полном объеме ранее нигде не использовалась. Следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критериям существенной новизны и промышленной применимости.

1. Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала, состоящее из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса.

2. Устройство для измерения угла естественного откоса по п.1, отличающееся тем, что высота Н стоек над опорной платформой равна

где r — радиус опорной платформы.

3. Устройство для измерения угла естественного откоса по п.1, отличающееся тем, что щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max,

где max — максимально возможный угол естественного откоса.

4. Устройство для измерения угла естественного откоса по пп.1 и 3, отличающееся тем, что щуп-измеритель имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Предельный угол откоса сыпучих и предельная высота откоса связных грунтов.

Откос сыпучего грунта на котором лежит тверд, частица М.Разложим вес частицы Р на две составляющие: Нормальную N к линии откоса αb и касательную T.Сила T стремиться сдвинуть частицу к подножию откоса, но ей будет противодействовать сила трения T’, пропор-ая нормальному давлению,т.е. T’=fN, где f-коэф. трен. Проектируя все силы на наклонную грань откоса Р sinα- fРcosα=0,откуда tqα=f,а т.к. коэф. трения f= tqφ,то окончательно получим :α=φ,Предельный угол откоса сыпучих грунтов равен углу внутреннего трения грунта. Это — угол естественного откоса. Естественный откос относиться только к сухим грунтам, для связных глинистых оно теряет всякий смысл, т.к. у последних в зависимости от их влажности угол откоса может меняться от0 до90º и зависит так же от высоты откоса. Условие равновесия идеально связ. грунта.(φ=0;с≠0). Нарушение равновесия при некоторой предельной высоте h произойдет по плоской поверхности скольжения αc,наклонной под углом α к горизонту. Составим уравнение равновесия всех сил, действ-их на оползающую призму αbc.Дейсвующей силой будет вес Р призмы αbc.Стороны призмы bc=hctqα. Р=(yh 2 /2)* ctqα.Силу Р разложим на нормальную и касательную к поверхности скольжении αc. Силами, сопротивляющимися скольжению, будут лишь силы сцепления c, распределенный по плоскости скольжения αc=h/sinα. Т.к.в верхней точки с призмы αbc давление будет =0, а в нижнем α-максим., то в среднем учитывать половину силы сцепления. Составим ур-е равновесия, взяв сумму проекций всех сил на направлений αc и прирав к 0. (yh 2 /2) ctqα sinα-(с/2)*(h/ sinα)=0,откуда с=(yh/2) sin2α.

Определим значение высоты h=h90,соответствующей максим-му использованию сил сцепления. При этом sin2α=1 и α=45 о .отсюда следует h90=2с/y. Таким образом массив связного грунта может иметь верт-й откос h90 определяемой высоты. При высоте больше h90 произойдет сползание призмы αbc.

В сыпучих грунтах предельный угол откоса равен углу внутреннего трения сыпучего грунта.

Про связные грунты не нашла….может быть в лекции, но я не успевала за ним записывать( у меня только про несвязные написано.

№25. Предельная нагрузка на подпорную стену для сыпучих грунтов.

Если свободный откос массива грунта имеет крутизну больше предельной, возникает необходимость поддержать его подпорной стеной. Подпорные стены сооружения служат для поддержания массива грунта в равновесии. При некотором давлении Еактивное подпорная стенка может повернуться по направлению от грунта, что приведет к потере устойчивости и поддерживающего массива грунта.

Задача закл-ся в определении макс. давления грунта на подпорную стену. Принимаем след-ие допущения:

1. поверхность скольжения плоская.2. призма обрушения соответствует Рмакс.

; ; ; . Равнодействующая активного давления =площади эпюры и приложена на высоте 1/3 от основания. ;

Пусть на поверхн-и грунта приложена некоторая равномерно распред-ая нагрузка Q=q=ɤ*h.

Заменим данную нагрузку q эквивалентным слоем грунта h.

; ; ; ;

.

№26. Предельная нагрузка на подпорную стену для связных грунтов

Если свободный откос массива грунта имеет крутизну больше предельной, возникает необходимость поддержать его подпорной стеной. Подпорные стены сооружения служат для поддержания массива грунта в равновесии. При некотором давлении Еактивное подпорная стенка может повернуться по направлению от грунта, что приведет к потере устойчивости и поддерживающего массива грунта. Задача закл-ся в определении макс. давления грунта на подпорную стену. Принимаем след-ие допущения: 1.поверхность скольжения плоская.2. призма обрушения соответствует Рмакс.

В связных грунтах действует сцепление с, кот-е можно заменить всесторонним давлением связности, прилож-ым к свободным граням грунта и заменить это давление на эквивалентный слой грунта высотой h. . Т. обр. сцепление уменьшает боковое давление грунта на подпорную стену на постоянную по всей величине высоту и на некот. высоте hс суммарное давление =0. ; –активное давление связного грунта на подпорную стену.

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

Смотреть что такое УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА в других словарях:

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

предельный угол, образуемый свободным откосом сыпучего грунта с горизонтальной плоскостью, при котором не происходит нарушения устойчивого состояния(Бо. смотреть

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

3.25 угол естественного откоса : Угол, образованный образующей откоса с горизонтальной поверхностью при отсыпке сыпучего материала (грунта) и близкий . смотреть

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА — предельный угол, образуемый свободным откосом сыпучего грунта с горизонтальной плоскостью, при котором не происходит нарушения устойчивого состояния

(Болгарский язык; Български) — ъгъл на естествения откос

(Чешский язык; Čeština) — úhel přirozeného sklonu

(Немецкий язык; Deutsch) — natürlicher Böschungswinkel

(Венгерский язык; Magyar) — természetes rézsű szöge

(Монгольский язык) — нуралтын өнцөг

(Польский язык; Polska) — kąt stoku naturalnego

(Румынский язык; Român) — unghiul taluzului natural

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — ugao prirodnog nagiba

(Испанский язык; Español) — ángulo de talud natural

(Английский язык; English) — angle of natural slope; angle of repose

(Французский язык; Français) — angle de repos; angle de talus naturel

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

— Угол наклона образующей конуса или угол наклона, образуемый поверхностью сыпучего (рыхлого) сухого грунта (например, песка), свободно насыпанного на горизонтальную плоскость, с этой последней. Между углом естественного откоса грунта и коэффициентом сыпучести грунта существует зависимость: чем больше коэффициент сыпучести, тем меньше угол естественного откоса. Величина угла естественного откоса зависит от формы и крупности частиц грунта, а также от влажности и определяется как в воздухе, так и под водой.
. смотреть

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

— максимальный угол наклона откоса, сложенного г. п., при котором они находятся в равновесии, т. е. не осыпаются, не оползают. Зависит от состава и состояния г. п., слагающих откос, их водоносности, а для глинистых п. и высоты откоса.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

[angle of repose (rest); scrap charging angle] — угол у основания конуса, образованный при свободной насыпке сыпучего материала на горизонтальную плоскость; характеризует сыпучесть этого материала;
Смотри также:
— Угол
— угол смачивания
— угол касания
— нейтральный угол
— краевой угол
— угол захвата
— угол подачи
— приведенный угол волоки
. смотреть

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

angle of friction, angle of repose, angle of rest, (грунта) slope of repose, friction slope* * *angle of repose

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

угол, при котором неукрепленный откос песчаного грунта еще сохраняет равновесие, или угол, под которым располагается свободно насыпаемый песок. У. е. о. определяется в воздушно-сухом состоянии и под водой.
. смотреть

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

natürlicher Böschungswinkel, Rutschwinkel, Ruhewinkel, (сыпучего материала) Schüttwinkel

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

angle of friction; angle of natural slip; angle of repose; angle of rest

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

angle of natural slope, (дороги) angle of repose, angle of rest, (грунта) slope of repose

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

angolo di naturale declivio

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

angle de repos [de talus naturel, d’écoulement]

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

(сыпучих материалов) angle de pente naturelle, angle de talus naturel

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector