Угол естественного откоса песков и грунта

ГОСТ, регламентирующий определение угла естественного откоса
Одной из важнейших характеристик, которую надо учитывать при проектировании строительных объектов, является угол естественного откоса грунта. Сущность метода измерения этого показателя, необходимое оборудование, методику проведения испытания и обработки результатов регламентирует ГОСТ 27802-93 (ИСО 902—76).
Определение угла естественного откоса песка
Угол естественного откоса – это угол между свободной поверхностью сыпучего материала и горизонтальной плоскостью, при котором у грунта остается способность сохранять предельное равновесие.
От чего зависит величина угла естественного откоса? Следует учитывать следующие факторы:
· гранулометрический состав, шероховатость и форма зерен грунта влияют на силу внутреннего трения, возникающую при сдвиге. Степень увлажненности песка напрямую влияет на силу трения между частицами и снижает угол естественного откоса. Максимального показателя этот параметр достигает при возникновении капиллярной связности между зернами при сильном увлажнении. Однако при увеличении влажности грунта капиллярная связь между частицами уменьшается. В абсолютно сухом песке отсутствует связность между частицами, и угол естественного откоса совпадает с углом внутреннего трения;
· силы сцепления, на которую влияет степень однородности гранулометрического состава: породы, в состав которых входят минеральные зерна разного размера, обладают меньшим значением угла откоса благодаря тому, что мелкие частицы заполняют пустоты между более крупными, что облегчает их смещение по поверхности откоса;
· давления последующих слоев грунта.
Величина угла откоса определяет максимально допустимые углы скатов искусственных насыпей в карьере, отвалах и штабелях, а также используется для оценки устойчивости естественных откосов и необходимости проведения работ по их укреплению. Определяют крутизну откосов насыпей по следующей формуле:
где h – высота, а – заложение, m – коэффициент откоса.
Определение угла естественного откоса грунтов , угол естественного откоса щебня
Для определения угла естественного откоса в лабораторных условиях понадобятся:
· прибор УВТ-3
· сито с сеткой
· воронка конусообразная с длинным стеблем № 7
Этапы проведения эксперимента:
1. Высушенный в естественных условиях песчаный грунт просеивают через сито.
2. Прибор УВТ-3 устанавливают на поддон (при проведении испытания под водой - в специальную ванну, заполненную жидкостью до шейки обоймы. При этом насыщение песка водой продолжают до потемнения его поверхности).
3. Обойму полностью заполняют сухим песком через воронку.
4. Поднимают перегородку, и грунт естественным образом осыпается, образуя угол естественного откоса.
5. После того, как образовавшийся конус принял стабильную форму, отмечают точку на его вершине, соприкасающуюся с градуированной стойкой прибора.
6. Измеряют указанный параметр с помощью транспортира или тригонометрической функции:
tgα=h/ℓ, где h- высота откоса; ℓ - основание откоса.
7. Каждое определение выполняют не менее 3 раз. Допустимое несоответствие результатов - 2°.
8. Высчитывают среднее арифметическое значение результатов всех измерений в градусах. Точность измерения этого свойства грунта колеблется в пределах 1°.
Приборы для определения угла естественного откоса
Наиболее часто это физическое свйоство определяют следующими
методами:
1. высыпают грунт из воронки на горизонтальную плоскость;
2. переворачивают емкость, частично засыпанную песком;
3. в специальном ящике открывают створку, позволяя песку свободно сыпаться.
Существует и специальный прибор для определения угла откоса в лабораторных условиях - УВТ.
Составные части аппарата:
· металлический диск, установленный на 3 опорах с отверстиями диаметром 0,8-1,0 мм и резервуаром для насыщения песка водой.
· В центре диска находится шкала с делениями 5° - 45° для определения нужного параметра.
· Обойма в форме конуса для ограждения насыпаемого на поверхность песка.
Заключение
Итак, угол естественного откоса грунта – важная физическая характеристика, которая зависит от нескольких факторов. Она необходима для установления уровня максимально допустимых углов откосов уступов карьеров и различных насыпей.
Насыщение влагой неукрепленной насыпи, угол откоса которой равен углу естественного откоса насыпи в сухом состоянии, может привести к потере устойчивости склонов.
#щебень #песок #уголнаклона #стройка #испытания