Угол естественного откоса гранита

Грунты и их технологические свойства

Грунтами в строительстве называют горные породы и почвы, представляющие собой сложное тело, состоящее из минеральных частиц и органических примесей. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. При выборе наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, размываемость, разрыхляемость и угол естественного откоса. Важными показателями являются также влагоемкость, водопроницаемость, водоудерживающая способность и размываемость грунтов.

Плотностью (или объемной массой) называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле. Средняя или насыпная плотность песчаных грунтов составляет 1,6-1,7 т/м3, глинистых — до 2,1 т/м3, скальных — до 3,3 т/м3.

Влажностью называется степень насыщения пор грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При содержании воды до 5% грунты относятся к сухим, влажные грунты содержат до 30% воды, в мокрых содержится более 30% воды.

Сцепление определяют начальным сопротивлением грунта сдвигу; сцепление зависит от вида грунта и его влажности. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003-0,05 МПа, для глинистых — 0,005-0,2 МПа. От плотности и сцепления в основном зависит производительность землеройных машин.

Размываемость грунта обусловливается уносом его частиц текучей водой из земляных сооружений. Скорость движения воды по песчаному грунту допускается для мелких песков 0,15 м/с, для крупных — 0,8 м/с, по плотным глинистым грунтам — до 1,8 м/с.

Разрыхляемость грунта — нарушение естественной структуры при его разработке, сопровождаемое увеличением в объеме. Степень разрыхления грунта определяется коэффициентом первоначального разрыхления, представляющим собой отношение объемов грунта в разрыхленном и естественном состояниях. Для глинистых грунтов коэффициент первоначального разрыхления составляет 1,24-1,32, для песков — 1,08-1,28, суглинков и супесков — 1,08—1,32. Более плотные грунты, включая скальные, дают большее увеличение объема — до 50%. При расчете транспортных средств для перевозки грунта, определении производительности землеройных машин, проектировании кавальеров и т. д. необходимо учитывать коэффициент первоначального разрыхления. Принято все подсчеты, связанные с земляными работами, выполнять для грунта естественной (природной) плотности — «в плотном теле».

Разрыхленный грунт, длительное время пролежавший в насыпи, подвержен самоуплотнению за счет действия веса верхних слоев на нижние и от действия атмосферных осадков. Плотность грунта, пролежавшего в насыпи более четырех месяцев, а также грунта, подвергавшегося механическому уплотнению, определяется лабораторным путем. Если объем грунта на объекте не превышает 1000 м3, при расчетах пользуются коэффициентом остаточного разрыхления, приводимым в справочниках (например, для песчаных грунтов он составляет 1,01-1,025, глин — 1,04-1,09, суглинков — 1,015-1,05).

В зависимости от трудности и трудоемкости разработки грунтов механизированным способом мерзлые и не мерзлые грунты делят на группы. Грунты минерального происхождения по своему составу, прочности и трудности разработки делятся на скальные, конгломераты и нескальные.

Устойчивостью земляных сооружений называется их способность сохранять проектную форму и размеры и обусловливается равновесием масс под воздействием внешних и внутренних сил. Устойчивость зависит от угла естественного откоса грунта, который образуется плоскостью откоса с горизонтальной плоскостью поверхности грунта (величина угла естественного откоса определяется опытным путем). Связность грунтов изменяется в зависимости от их влажности и характеризуется углом естественного откоса, т. е. углом, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью. В зависимости от числа пластичности связные грунты делятся на супесь, суглинок и глину.

Рис. 5. Элементы откоса:
а — насыпи; б — выемки; Н — высота откоса; l — проекция откоса на горизонтальную плоскость; α — крутизна откоса

Крутизна откосов насыпи или выемки характеризуется отношением высоты откоса Н к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту (рис. 5). Наибольшая крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки, характеристики грунтов (угла внутреннего трения, сцепления, влажности) и условий производства работ.

Читать еще: Укрепление береговых откосов рек

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА ГРУНТА Советский патент 1937 года по МПК G01B5/24

Описание патента на изобретение SU52317A1

Для определения угла естественного откоса грунта обычно пользуются стеклянным резервуаром, который ставится на ребро, наполняется из воронки высушенным и размельченным грунтом и затем рукой опускается в горизонтальное положение, причем исследуемый материал осыпается. Далее определяют угол естественного откоса грунта. Основной недостаток этого приема заключается в том, что при опускании резервуара рукою в горизонтальное положение, неизбежно происходят неравномерное движение, дрожание и толчки, вследствие чего грунт осыпается неправильно и угол получается недостаточно точным. Настоящее предложение имеет в виду устранить указанные недостатки и дать возможность быстро и точно производить испытание одновременно двух проб.

С этой целью в предлагаемом приборе, состоящем из стеклянного ящика (или ряда ящиков), наполняемого испытуемым грунтом и установленного на ребро, одна из стенок, поддерживающих ящик, выполнена неподвижной, а для опускания или подъема другой стенки применен винт с правой и левой нарезками для гаек, связанных с этой стенкой. Опускание ящика происходит плавно и без толчков, вследствие чего грунт осыпается без воздействия внешних сил и принимает естественный угол откоса.

На чертеже фиг. 1 и 2 схематически изображают общий вид прибора в двух проекциях.

На плите 1 установлена неподвижно под углом 45° к горизонту поддерживающая стеклянные ящики 5 стенка 3, укрепленная стойками 2. Другая стенка 4 укреплена шарнирно на плите 1 и поддерживается стойками 6, соединенными шарнирно как со стенкой 4, так и с гайками 8. В плите 1 имеется винт 7 с правой и левой нарезками соответственно нарезке гаек 8.

Над прибором подвешен резервуар 10 (или ряд резервуаров) при помощи стойки или стенного кронштейна. Резервуар можно перемещать рукой над ящиками 5 только вдоль направляющей рейки 11. Стенки 3 и 4 выполняются такой ширины, чтобы можно было поставить два ящика 5. После насыпания в них грунта из резервуаров 10 вращают рукоятку 9, надетую на винт 7. При этом гайки 8 скользят вдоль винта в направлении стрелок, и когда они принимают положение 8а (фиг. 1), то стеклянные резервуары 5 будут находиться в горизонтальном положении. Грунт, находящийся в них, осыпается и принимает естественный угол откоса.

Предлагаемый прибор предназначается для применения в лабораториях строительных материалов и грунтов, а также в стройорганизациях и в почвоведнических лабораториях транспорта.

Иллюстрации к изобретению SU 52 317 A1

Формула изобретения SU 52 317 A1

Прибор для определения угла естественного откоса грунта, состоящий из стеклянных ящиков, наполняемых испытуемым грунтом и установленных на ребро, отличающийся тем, что для опускания или подъема поддерживающей ящики стенки 4 применен винт 7 с правой и левой нарезками для гаек 8, связанных посредством стоек 6 со стенкой 4.

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.

Читать еще: Таблица наибольшая крутизна откосов

Определим значение высоты h=h_90,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.

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.

Б. Определение содержания глинистой фракции (диаметр частиц менее 0,005 мм)

Способ основан на свойстве глинистых фракций увеличиваться в объеме при их увлажнении.

1. Сухой грунт, как и в предыдущем опыте, насыпается в цилиндр и постукиванием по ладони уплотняется до 10 см 3 .

2. Грунт разрыхляется и в цилиндр наливается вода до деления 50 – 60 см 3 . Далее грунт растирается до исчезновения мазков глины на стенках цилиндра.

3. Для коагуляции и ускорения оседания всех минеральных видов глинистой фракции к полученной суспензии прибавляется 3 – 4 см 3 5%-го раствора хлористого кальция (CaCl₂). Без реактива увеличивает свой объем только монтмориллонит.

4. Цилиндр доливается водой до 100 см 3 , суспензия взмучивается один раз и оставляется для отстаивания в течение 1 – 2 суток или до следующего занятия. Цилиндр закрывается бумажным колпачком, на котором указывается номер группы, фамилия студента и дата.

5. После отстаивания (обычно на следующем занятии) определяется объем набухшего грунта. Так как в набухшем грунте имеются песок и пыль (ил), то содержание глины в процентах определяется умножением относительного приращения объема грунта на эмпирический коэффициент k = 22,7.

Результаты определения содержания глинистых фракций заносятся в таблицу 4:

Результаты определения содержания глинистых фракций

Начальный объем грунта, V₁, см3

Объем набухшего грунта, V₂, см 3

Приращение объема, V ₂ –V₁, см 3

Относительное приращение объема,

Содержание глинистых фракций Q = V · k , %

Читать еще: Объем траншеи с откосами разработка вручную

В. Определение содержания пылеватой фракции (диаметр частиц
0,06 – 0,005 мм)

1. Содержание пылеватых частиц определяется вычитанием объема глины и песка из первоначального объема всего грунта и заносится в таблицу 5.

Результаты определения гранулометрического состава грунта

Наименование фракции	Содержание
Глинистая
Пылеватая
Песчаная

Наименование грунта (по табл. 2): ________________________

2. Расчеты заносятся в тетрадь и передаются преподавателю для проверки.

Лабораторная работа №2

Определение угла естественного откоса грунта

Углом естественного откоса a называется максимальный угол между горизонтом и поверхностью свободного песчаного грунта, при котором песок еще сохраняет равновесие.

Значение a для сухих песков в рыхлом состоянии практически совпадает с углом внутреннего трения.

При проектировании многих земляных сооружений угол естественного откоса сыпучего грунта является одной из основных расчетных характеристик.

Необходимое оборудование и материалы:

· Сухой сыпучий грунт (песок)

· Прибор для определения угла естественного откоса

Ход работы

1. В прибор насыпается сухой песок (в малый отсек) до отметки 60 (рис. 1, а).

2. Поднять перегородку, грунт при этом осыпается (рис. 1, б), образуя угол естественного откоса, который определяется с помощью транспортира или по тангенсу:

tga = h/ℓ, где h – высота откоса; ℓ – основание откоса.

Рис. 1. Определение угла естественного откоса песка:
а – исходное состояние грунта; б – осыпавшийся грунт

3. Опыт повторяется не менее трех раз. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2°.

4. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений, выраженное в целых градусах (табл. 6).

Результаты определения угла естественного откоса песка

Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Журнал угла естественного откоса песка

Журнал определений угла естественного откоса песка

с помощью диска с тарированным стержнем.

Вопросы для самопроверки.

Что называется углом естественного откоса грунта и к каким грунтам относится?
Объясните почему угол естественного откоса для рыхлых песчаных грунтов отражает величину угла внутреннего трения?
От каких факторов зависит величина угла естественного откоса песчаного грунта?
Где на практике применятся показатель угла естественного откоса?
опишите методику определения угла естественного откоса песка в приборе из полевой лаборатории Литвинова в воздушно сухом состоянии и под водой?
Опишите методику определения угла естественного откоса песка с применением прибора в виде диска с центральным тарированным стержнем?
Объясните причины изменения угла естественного откоса песка под водой?
Как влияет изменение влажности на величину угла откоса песчаного грунта?
Почему нельзя определить угол внутреннего трения рыхлого песка по углу откоса при наличии сцепления и связанности?
Опишите конструкцию приборов применяемых в данной работе для определения угла естественного откоса, их преимущества и недостатки?

СНИП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений, М., Стройиздат. 1984г.
ГОСТ 12071-84 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
ГОСТ 5180-84 Грунты. Метод лабораторного определения влажности.
ГОСТ 5183-77 Грунты. Методы лабораторного определения границ текучести и раскатывания.
ГОСТ 12536-79 — Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) и микроагрегатного состава.
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу.
ГОСТ 25100-96 Грунты. Классификация.
ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.
Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов., М., Недра, 1975.
Цитович Н.А. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1983.
Маслов Н.Н. основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.
Березайцев В.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Желдориздат, 1961.
Зурнаджи В.А. Николаев В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Высшая школа, 1967.
Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1979.

голоса

Рейтинг статьи