Чем меньше угол естественного откоса

ТУРБОТЕХМАСТЕР – онлан-гипермаркет

Угол естественного откоса песка | Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Угол естественного откоса

Углом естественного откоса называют угол, при котором неукрепленныйтоткос песчаного грунта сохраняет равновесие, или угол, под которым располагаются свободно насыпаемый песок и другие сыпучие материалы.

Угол естественного откоса определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой с помощью диска, имеющего вертикальный тарировочный стержень

1. Для определения угла естественного откоса в воздушно-сухом состоянии диск устанавливают в стеклянную банку, на диск ставится кожух.

2. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

3. Кожух плавно снимается с диска, и излишек песка осыпается, а на диске остается конус из песка, вершина которого в месте соприкосновения со стержнем показывает значение угла откоса.

4. Для определения угла естественного откоса под водой диск устанавливают в стеклянную банку, а на диск ставится кожух.

5. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

6. Банка заполняется водой до верха кожуха.

7. Песок, осевший в кожухе, засыпается доверху.

8. Кожух плавно снимается с диска, и излишек песка под водой осыпается, а оставшаяся часть грунта определяется по шкале, нанесенной на стержне.

9. Данные измерений заносят в журнал

http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .

20. Угол естественного откоса. Термины, основные способы определения.

Угол естественного откоса или угол покоя– это угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиционного состояния груза.Угол естественного откоса– максимальный угол наклона откоса гранулированного материала, не обладающего сцеплением, т. е. свободно текучего материала. Рыхлые и пористые навалочные грузы имеют больший угол покоя, чем твердые кусковые грузы. С увеличением влажности угол покоя растет.При длительном хранении многих навалочных грузов угол покоя за счет уплотнения и слеживаемости возрастает. Различают угол естественного откоса в покое и в движении. В покое угол естественного откоса на 10 – 18° больше, чем в движении (например, на ленте транспортера).

Величина угла естественного откоса груза зависит от формы, размера, шероховатости и однородности грузовых

частиц, влажности массы груза, способа его отсыпки, исходного состояния и материала опорной поверхности.

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения.

Экспериментальное определение сопротивления сдвигу и основных параметров груза производится обычно методами прямого среза, одноосного и трехосного сжатия. Испытания свойств груза методами прямого среза применимы как к идеальным, так и к связным сыпучим телам. Метод испытания на одноосное (простое) сжатие – раздавливание применим только для оценки общего сопротивления сдвигу связных сыпучих тел при условном допущении, что во всех точках испытываемого образца сохраняется однородное напряженное состояние. Наиболее надежные результаты испытаний характеристик связного сыпучего тела дает метод трехосного сжатия, позволяющий исследовать прочность образца груза при всестороннем сжатии.

Определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ (размеры частиц менее 10 мм) производится с помощью «наклонного ящика». Угол естественного откоса в этом случае – угол, образованный горизонтальной плоскостью и верхней кромкой испытательного ящика в тот момент, когда только начнется массовое осыпание вещества в ящике

Судовой метод определения угла естественного откоса вещества используют при отсутствии «наклоняемого ящи-

ка». В этом случае угол естественного откоса – это угол между образующей конуса груза и горизонтальной

Угол естественного откоса. Способы определения в натурных условиях

Угол естественного откоса

На практике данными о величине угла естественного откоса пользуются при определении площади штабелирования груза, количества груза в штабеле, объема внутритрюмных штивочных работ, при подсчете величин давления груза на ограждающие его стенки

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения.

Экспериментальное определение сопротивления сдвигу и основных параметров груза производится обычно методами прямого среза, одноосного и трехосного сжатия.

Определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ (размеры частиц менее 10 мм) производится с помощью «наклонного ящика». Угол естественного откоса в этом случае – угол, образованный горизонтальной плоскостью и верхней кромкой испытательного ящика в тот момент, когда только начнется массовое осыпание вещества в ящике.

Судовой метод определения угла естественного откоса вещества используют при отсутствии «наклоняемого ящика». В этом случае угол естественного откоса – это угол между образующей конуса груза и горизонтальной плоскостью.

Практика производства замеров углов естественного откоса в натурных условиях показывает, что их величина несколько изменяется в зависимости от метода отсыпки груза (струей или дождем), массы исследуемого груза, высоты, с которой производится экспериментальная отсыпка.

Для быстрых измерений удобен способ Мооса, при котором зерно насыпают в прямоугольный ящик со стеклянными стенками размерами 100х200х300 мм на 1/3 его высоты. Ящик осторожно поворачивают на 90° и измеряют, угол между поверхностью зерна и горизонтальной (после поворота) стенкой.

ОФС.1.4.2.0016.15 Степень сыпучести порошков

Содержимое (Table of Contents)

ОФС.1.4.2.0016.15 Степень сыпучести порошков

Порошки (порошкообразные вещества), используемые в фармацевтической промышленности, – это лекарственные субстанции, вспомогательные вещества, а также их порошкообразные смеси и гранулы.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Степень сыпучести порошков ОФС.1.4.2.0016.15

Вводится впервые

Порошки (порошкообразные вещества), используемые в фармацевтической промышленности, – это лекарственные субстанции, вспомогательные вещества, а также их порошкообразные смеси и гранулы.

Широкое использование порошков в фармацевтической промышленности для создания самых различных лекарственных форм требует всесторонней оценки их технологических свойств, в основе которых лежит способность порошков течь (сыпаться) с определенной скоростью под воздействием силы тяжести.

Степень сыпучести – это комплексная технологическая характеристика, определяемая дисперсностью и формой частиц, остаточной влажностью и гранулометрическим составом порошкообразной системы.

Степень сыпучести порошков характеризуется следующими критериями:

• – сыпучесть (скорость протекания порошка через отверстие);
• – угол естественного откоса;
• – насыпной объем.

На практике оценка степени сыпучести порошков определяется по одному, реже — 2 критериям. Наиболее распространенными испытаниями являются определение сыпучести (скорости протекания порошка через отверстие) и определение насыпного объема.

В зависимости от конкретных технологических задач (научно-исследовательская работа при создании нового препарата, воспроизводство препарата по описанной технологии и пр.) в практике технологии лекарственных форм существует несколько вариантов каждого из этих базовых определений. Кроме того, выполнение того или иного испытания на различных производствах может проводиться с использованием различного аппаратурного оформления.

Приведенные методики определения степени сыпучести ставят своей целью унифицировать по возможности условия проведения испытаний, однако, учитывая научно-исследовательский характер технологических операций при создании, например, новых препаратов, имеют рекомендательный характер.

Определение сыпучести

Сыпучесть определяется как время, в течение которого определенная масса вещества проходит (протекает) через отверстие определенного размера.

Оборудование

В зависимости от сыпучести испытуемых материалов используют воронки различных конструкций:

– без выходного ствола (типа «бункер», рис. 1), с различными размерами внутреннего угла и диаметрами выходных отверстий;

– с выходным стволом (рис. 2).

Воронка поддерживается в вертикальном положении при помощи специального устройства.

Вся конструкция должна быть защищена от вибраций.

Методика

В сухую воронку с закрытым выходным отверстием помещают без уплотнения навеску испытуемого материала, взятую с точностью ±0,5 %. Количество испытуемого материала зависит от его насыпного объема и от используемого оборудования, но должно занимать не менее 80-90 % от объема воронки.

Открывают выходное отверстие воронки и определяют время, за которое через отверстие пройдет весь образец. Проводят не менее 3 определений.

Если при использовании оборудования, представленного на рис. 1, скорость высыпания 100 г порошка через насадку 1 менее 25 с, рекомендуется использовать воронку, представленную на рис. 2.

Если при использовании оборудования, представленного на рис. 1, навеска испытуемого материала неравномерно высыпается из воронки с насадкой 1, последовательно определяют сыпучесть, используя воронку с насадкой 2 или 3.

Рис. 1 – Воронка без выходного ствола (бункер) со сменной насадкой

Насадку изготавливают из нержавеющей кислотоупорной стали (V4A, CrNi). Размеры указаны в мм

Рис. 2 – Воронка с выходным стволом

Размеры указаны в мм

В табл. 1 представлены типовые размеры диаметров выходных отверстий сменных насадок.

Таблица 1 – Типовые размеры диаметров выходных отверстий сменных насадок

Представление результатов

Сыпучесть выражают в секундах с точностью до 0,1 с, отнесенных к 100 г образца, с указанием типа использованного оборудования, номера насадки.

На результаты могут влиять условия хранения испытуемого материала.

Результаты могут быть представлены следующим образом:

а) как вычисленное среднее значение сыпучести при условии, что ни один из результатов не отклоняется от среднего значения более чем на 10 %;

б) в виде диапазона значений, если отдельные результаты отклоняются от среднего значения более чем на 10 %;

в) в виде графика зависимости массы испытуемого порошка от времени истечения.

Определение угла естественного откоса

Угол естественного откоса – это постоянный, трехмерный угол (относительно горизонтальной поверхности), сформированный конусообразной пирамидкой материала, полученной в определенных условиях эксперимента.

Методика

Определение угла откоса проводят по методике определения сыпучести с использованием того же оборудования в тех же условиях.

Истечение порошка из отверстия воронки производят на ровную горизонтальную поверхность. Диаметр основания (базы) конуса порошка может быть фиксированным или может меняться в процессе образования конуса.

Измерение значения угла естественного откоса проводят не менее чем в 3 повторностях при помощи угломера в 3 плоскостях и выражают в угловых градусах.

При проведении испытания следует учитывать, что:

– условия эксперимента должны обеспечивать формирование симметричного конуса порошка;

– вершина формирующегося конуса может деформироваться под воздействием падающих частиц порошка.

Эти внешние воздействия должны быть устранены любым приемлемым способом.

Кроме того, материал основы (базы), на которой формируется конус, может влиять на величину угла откоса.

В табл. 2 представлено примерное соотношение степени сыпучести порошков и угла естественного откоса, измеренного в условиях фиксированного диаметра основания конуса.

Таблица 2 – Степень сыпучести порошков и соответствующий угол естественного откоса

Представление результатов

Угол естественного откоса выражают в градусах, как вычисленное среднее значение, с указанием типа использованного оборудования, номера насадки, условий эксперимента (диаметр основания конуса, если он фиксированный, материала основы (базы), на которой формируется конус).

Определение насыпного объема

Испытание позволяет определить при заданных условиях насыпные объемы до и после уплотнения, способность к уплотнению, а также насыпную плотность отдельных материалов (например, порошков, гранул).

Оборудование

Прибор (рис. 3) состоит из следующих частей:

– встряхивающее устройство, обеспечивающее 250 ± 15 соскоков цилиндра в 1 мин с высоты 3 ± 0,2 мм;

– подставка для градуированного цилиндра, снабженная держателем, имеющая массу 450 ± 5 г;

– градуированный цилиндр вместимостью 250 мл (цена деления – 2 мл; масса цилиндра 220 ± 40 г).

Допускается использование других приборов подобного принципа действия.

Методика. В сухой цилиндр помещают без уплотнения навеску испытуемого материала, имеющего насыпной объем в диапазоне от 50 до 250 мл. Аккуратно закрепляют цилиндр на подставке и фиксируют насыпной объем до уплотнения (V) с точностью до ближайшего деления. Производят 10, 500 и 1250 соскоков цилиндра и фиксируют объемы V₁₀, V₅₀₀, V₁₂₅₀ с точностью до ближайшего деления. Если разность между V₅₀₀ и V₁₂₅₀ превышает 2 мл, производят еще 1250 соскоков цилиндра.

Рис. 3 – Прибор для определения насыпного объема

Представление результатов. По полученным результатам можно вычислить следующие параметры:

1. Насыпной объем:

1. Способность порошка к уплотнению:

1. Насыпная плотность:

Полученные результаты можно использовать для вычисления коэффициента прессуемости по формуле:

где V – начальный объем порошка;

V₁ – объем порошка после уплотнения.

Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения одного из важнейших реологических параметров сыпучих материалов — угла естественного откоса. Устройство включает открытую сверху поворотную вокруг оси 1 прямоугольную в плане камеру, имеющую форму невыпуклого восьмигранника. Камера имеет боковые стенки 2, как минимум, одна из которых прозрачная, днище 3 и две торцевые стенки, одна из которых плоская и является подпорной стенкой 4. Вторая торцевая стенка имеет форму ступени с опорной площадкой 5, расположенной внутри камеры. Угол ϕ между плоскостью опорной площадки 5 и плоскостью части 6 этой торцевой стенки, прилегающей к днищу, составляет не менее 90°. Ось 1 перпендикулярна боковым стенкам 2 камеры и соединена с ними любым известным способом. С осью 1 соединено любое приемлемое для этих целей средство, осуществляющее поворот камеры вокруг горизонтальной оси 1, например мотор-редуктор. Заявляемое устройство также снабжено средством измерения угла откоса α, например, лазерным угломером. Технический результат — повышение точности измерения за счет формирования плоской поверхности откоса. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов, представляющее собой открытую сверху камеру, выполненную в форме многогранника, одна из боковых стенок которого выполнена из прозрачного материала, отличающееся тем, что камера имеет форму невыпуклого восьмигранника, одна из торцевых стенок камеры имеет форму ступени с опорной площадкой, расположенной внутри камеры, противолежащая торцевая стенка камеры выполняет функцию подпорной стенки, при этом устройство снабжено поворотным средством с осью, перпендикулярной боковым стенкам камеры. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выполнена в форме невыпуклого восьмигранника с прямыми углами.

Заявляемое устройство относиться к измерительной технике и предназначена для определения одного из важнейших реологических параметров сыпучих материалов — угла естественного откоса. Значение угла естественного откоса сыпучих материалов широко используется в механике грунтов, в вибрационных технологиях сепараций руд, при изучении свойств сыпучих строительных материалов и других отраслях как самостоятельный физический параметр, а также для расчетов такого параметра сыпучего вещества, как коэффициент его внутреннего трения.

Измерение угла естественного угла откоса сыпучих материалов, несмотря на кажущуюся простоту, является сложной технической задачей. Любой сыпучий материал, представленный полидисперсной смесью, при насыпании на неограниченную по размерам горизонтальную плоскость, вступает в неизбежное с ней взаимодействие за счет сил трения и силы тяжести, при этом формируется не идеальный конус массива материала, а конусообразное тело с криволинейным участком в его основании (см., например, монографию — Г.К. Клейн. Строительная механика сыпучих тел. — М., Стройиздат, 1977, с. 85, рис. 44), что затрудняет интерпретацию понятия угла естественного откоса, поскольку, в большинстве случаев откос имеет переменный радиус кривизны, не позволяющий провести к нему единственную касательную линию.

Известны решения, направленные на устранение эффекта образования криволинейного участка в районе контакта с опорной плоскостью.

Известен Прибор для измерения угла естественного откоса сыпучего материала [АС СССР №564510, опубл. 28.08.1977]. Прибор содержит корпус с горизонтально расположенной площадкой и установленный на ней сосуд, ось которого перпендикулярна площадке, с дном-диском под испытуемый материал, размещаемый внутри сосуда, и угломер, установленный с возможностью поворота вокруг оси сосуда. При этом дно-диск выполнено подвижным вдоль оси сосуда, а сосуд — съемным. Измерение угла откоса осуществляют с естественным удалением избытка материала.

Известен Прибор для измерения угла естественного откоса сыпучего материала [АС СССР №615353, опубл. 26.06.1978]. Прибор содержит базовую плоскость с буртиком и выдвижной вверх столик. При ссыпании избытка материала со столика на нем образуется конус материала, угол откоса которого изменяется угломером.

В устройствах, базирующихся на таком принципе, действительно формируются конусы монодисперсного материала правильной формы, угол откоса которых можно замерить известными способами. Однако существенным недостатком таких устройств является процесс сегрегации по крупности частиц полидисперсных материалов (каковыми всегда являются пески, грунты и руды) в поверхностном слое конуса. При этом, фактически, измеряется угол откоса непредставительной сегрегированной части исследуемого материала, что отрицательно сказывается на точности измерения.

В качестве прототипа выбран Аппарат для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов, конструкция которого описана в патенте US 3940997, опубл. 02.03.1976 г. Аппарат имеет открытую сверху камеру в форме прямоугольного параллелепипеда с внутренней перегородкой — полкой, параллельной днищу камеры. Полка консольно закреплена на торцевой стенке камеры. Между свободной кромкой полки и противолежащей торцевой стенкой имеется зазор. Полка делит внутренний объем камеры на две ячейки, верхняя из которых предназначена для измерения статического угла откоса, нижняя — для измерения динамического угла откоса. По меньшей мере, одна боковая стенка камеры выполнена из прозрачного материала, через нее осуществляются измерения углов откоса.

В исходном положении Аппарат по патенту US 3940997 находится в горизонтальном состоянии (при вертикальном положении полки). Материал загружают в ячейку между полкой и верхней крышкой, затем Аппарат вручную переводят в вертикальное положение. При повороте аппарата и переходе полки в горизонтальное положение материал с нее пересыпается на днище камеры. При этом формируются два массива — на полке и на днище, углы наклона которых к горизонту замеряются в качестве статического и динамического углов естественного откоса. Следует отметить, что материал пересыпается на днище естественным путем под действием силы тяжести в свободном падении. При этом на горизонтально расположенном днище камеры, образуется трехгранная призма материала с естественным откосом, направленным в противоположную сторону по отношению к откосу массива материала на полке и с контактом только с одной торцевой стенкой камеры (см. Fig. 5 патента US 3940997). В контексте данной заявки термин «боковая стенка» и «торцевая стенка» применяются условно, только для того, чтобы показать, что эти стенки взаимно перпендикулярны.

В устройстве по прототипу в зоне свободного падения на днище полидисперсного материала неизбежно образуется веер с различной траекторией движения зерен различной крупности, что отрицательно сказывается на однородности массива материала, формирующего естественный откос, и, соответственно, на точности измерений. То есть, в устройстве по прототипу неизбежно сохраняется негативный эффект сегрегации полидисперсного материала по крупности, что не позволяет сформировать плоскую поверхность откоса, и, соответственно, отрицательно влияет точность измерения.

В основу полезной модели поставлена задача — расширение арсенала средств и создание нового устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Достигаемый технический результат — повышение точности измерения за счет формирования плоской поверхности откоса.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов представляет собой открытую сверху камеру, выполненную в форме многогранника, одна из боковых стенок которого выполнена из прозрачного материала. От прототипа отличается тем, что камера имеет форму невыпуклого восьмигранника, одна из торцевых стенок камеры имеет форму ступени с опорной площадкой, расположенной внутри камеры, противолежащая торцевая стенка камеры выполняет функцию подпорной стенки, при этом устройство снабжено поворотным средством с осью, перпендикулярной боковым стенкам камеры.

Предпочтительным является исполнение, при котором камера имеет форму невыпуклого восьмигранника с прямыми углами (геометрически — невыпуклая шестиугольная призма с основаниями в виде невыпуклых прямоугольных шестиугольников, которыми являются боковые стенки камеры).

В контексте данной заявки термин «подпорная стенка» применяется в значении: стенка, предназначенная для поддержания откоса находящегося за ней сыпучего материала [см. по аналогии толкование в он-лайн словаре Геологические термины https://dic.academic.ru/dic.nsf/geolog/6606/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0% D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0].

Функциональное назначение «подпорная стенка» выполняется при обязательном условии работы заявляемого устройства — достаточной его загрузке материалом, при которой осуществляется опирание материала на указанную торцевую стенку.

В механике сыпучих материалов известно и описано формирование угла естественного откоса сыпучих материалов, массив которых опирается на так называемую подпорную стенку. Состояние такого массива материала может быть формализовано как призма сплошного тела, а угол его естественного откоса, образуемый с горизонтом, не имеет криволинейного участка [см. Г.К. Клейн. Строительная механика сыпучих тел. — М, Стройиздат, 1977, сс. 126, 129]. Указанный эффект положен авторами в основу предлагаемого устройства.

Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг. 1 — камера, вид сверху; Фиг. 2 — камера в вертикальном положении, вид со стороны боковой стенки; Фиг. 3 — Фиг. 4 — этапы поворота загруженной камеры; Фиг. 5 — Фиг. 6 — камера в положении для измерения угла откоса (отличие по сыпучести загруженного материала).

Устройство включает открытую сверху поворотную вокруг горизонтально ориентированной оси 1 прямоугольную в плане камеру, имеющую форму невыпуклого восьмигранника. Камера имеет боковые стенки 2, как минимум, одна из которых прозрачная, днище 3, и две торцевые стенки, одна из которых плоская и является подпорной стенкой 4. Вторая торцевая стенка имеет форму ступени ( — образная форма) с опорной площадкой 5, расположенной внутри камеры. Угол ϕ между плоскостью опорной площадки 5 и плоскостью части 6 этой торцевой стенки, прилегающей к днищу, составляет не менее 90°. На фигурах показан вариант исполнения камеры в виде невыпуклого восьмигранника с прямыми углами, то есть ϕ=90°. Поворотная ось 1 перпендикулярна боковым стенкам 2 камеры и соединена с ними любым известным способом, ее расположение не принципиально. С осью 1 соединено любое приемлемое для этих целей средство, осуществляющее поворот камеры вокруг горизонтальной оси. Это может быть ручной привод или, что предпочтительней, электромеханический (мотор-редуктор). Поворотное средство на фигурах не показано. Заявляемое устройство также снабжено средством измерения угла откоса α. Измерение осуществляется через боковую прозрачную стенку 2, например, лазерным угломером или механическим гониометром (на Фигурах не показано).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройство приводят в наклонное положение в сторону, противоположную подпорной стенке 4, и загружают исследуемый сыпучий материал в пространство над опорной площадкой 5. Количество испытуемого материала предварительно подбирают (расчетным методом или экспериментально) таким, чтобы его поверхностный слой при вертикальном положении камеры проходил по касательной к выступающему внутрь углу ступени, либо располагался незначительно выше него, для исключения влияния давления верхней части материала на образованную в придонной области призму материала. Затем медленно приводят камеру в вертикальное положение, например, с помощью мотор-редуктора. При вертикальном положении камеры испытуемый сыпучий материал образует массив призматической формы, упирающийся в вертикальную подпорную стенку. Криволинейного участка у откоса в зоне контакта с подпорной стеной при этом не образуется. Далее, через прозрачную боковую стенку 2 камеры замеряют образовавшийся угол естественного откоса сыпучего материала с использованием, например, бесконтактного прибора.

В Таблице приведены результаты серий измерений угла естественного откоса различных сыпучих материалов (каменного угля и кварцевого песка) с использованием предлагаемого устройства и устройства по прототипу. Поскольку в устройстве по прототипу формируется угол откоса с криволинейным участком в нижней части откоса, измерение угла естественного откоса осуществлялось по прямолинейному участку откоса. В обоих случаях угол откоса фиксировался с использованием лазерного угломера. Из Таблицы следует, что разброс замеренных величин откоса с применением заявляемого устройства существенно меньше, чем с применением устройства по прототипу, то есть измерение с использованием заявляемого устройства существенно точнее.

Это объясняется следующим. В отличие от прототипа, в котором полидисперсный материал попадает в нижнюю измерительную ячейку путем свободного падения частиц с консольной полки на днище камеры, в заявляемом устройстве, при его повороте вокруг горизонтальной оси, материал перемещался под действием силы тяжести только путем скольжения массива вдоль опорной площадки 5 и нижней части 6 торцевой стенки камеры (см. Фиг. 3 и Фиг. 4). Это исключает свободное падение частиц и их сегрегацию по крупности, негативно влияющую на формирование плоскости откоса. Вторым моментом, влияющим на формирование плоскости откоса, является наличие подпирающей стенки. Обе эти конструктивные особенности заявляемого устройства в равной мере влияют на формирование в придонной части камеры массива материала в форме призмы с упором в противоположные торцевые стенки камеры, то есть получить плоскую поверхность естественного откоса без криволинейного участка. Так же на результат влияет наличие поворотного средства, обеспечивающего плавный поворот камеры вокруг оси и равномерное скольжение материала.

Образовавшийся и замеряемый угол а естественного откоса при такой конструкции камеры зависит только от реологических свойств изучаемого материала, что проиллюстрировано на Фиг. 5 и Фиг. 6.

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса — это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью.

Угол естественного откоса зависит от гранулометрического состава и формы частиц. С уменьшением размера зерен угол естественного откоса становится положе.
В воздушно-сухом состоянии угол естественного откоса песчаного грунта равен 30—40°, под водой — 24—33°. Для грунтов, не обладающих сцеплением (сыпучих), угол естественного откоса не превышает угла внутреннего трения

(9.25)

Для определения угла естественного откоса песчаного грунта в воздушно-сухом состоянии используют прибор УВТ ( рис. 9.11, 9.12 ), под водой — ВИА ( рис. 9.13 ).

Согласно рис. 9.12 при наклоне ящика песок осыпается и, разрыхляясь, образует откос с углом, который можно определить транспортиром или по формуле

(9.26)

Понятие об угле естественного откоса относится только к сухим сыпучим грунтам, а для связных глинистых оно теряет всякий смысл, так как у последних он зависит от влажности, высоты откоса и величины пригрузки на откос и может изменяться от 0 до 90°.

Рис. 9.11. Прибор УВТ-2: 1 — шкала; 2 — резервуар; 3 — мерительный столик; 4 — обойма; 5 — опора; 6 — образец песка

Рис. 9.12. Определение угла естественного откоса вращением емкости (а) и медленным снятием пластинки (б): А — ось вращения емкости

Рис. 9.13. Прибор ВИА: 1 — ящик ВИА; 2 — образец песка; 3 — емкость с водой; 4 — транспортир; 5 — ось вращения; 6— пьезометр; 7— штатив

При разработке и усадке разрыхленного грунта выемки и насыпи образуют естественные откосы различной крутизны. Наибольшую крутизну плоских откосов земляных сооружений, траншей и котлованов, устраиваемых без креплений, следует принимать согласно табл. 9.2. При обеспечении естественной крутизны откосов обеспечивается устойчивость земляных насыпей и выемок.

Таблица 9.2. Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов, град.

Откосы насыпей постоянных сооружений выполняют более пологими, чем откосы выемок.