Лабораторна робота 1. Визначення величини кута зсипання і кута природного укосу зернисто-кускового матеріалу

Мета роботи.Визначити величини кута природного укосу і кута зсипання зернисто-кускового матеріалу.

теоретичні положення . Зернисто-кусковий матеріал, що лежить на похилій площині (наприклад, на похилій площині бункера, на похилому стрічковому транспортері і т. Д.), При певному куті нахилу цієї площини до горизонту починає зсипатиметься по ній. Такий граничний кут нахилу називається кутом зсипання.

Залежно від форми шматочків можна спостерігати два види руху кускового матеріалу по площині зсипання: ковзання і перекочування. Ковзання спостерігається при шматках з розвиненими плоскими гранями; пересуванню шматків тут перешкоджає тертя ковзання між гранями шматків і площиною зсипання. Кочення спостерігається при формі шматків, близькою до кулі. В цьому випадку пересування шматка відбувається як скочування його, з опором тертя кочення.

Граничний стан спокою шару кускового матеріалу на похилій площині має місце тоді, коли сила тертя F дорівнює проекції М сили тяжіння G на цю площину (рисунок 1). З іншого боку, ця ж сила тертя пропорційна нормальному тиску кускового матеріалу на похилу площину

F= M= fN,

звідки f \u003d М / N \u003d tgα

де f -коефіцієнт тертя, який визначається властивостями самого матеріалу, рівнийtga;

α – кут зсипання зернисто-кускового матеріалу.

Малюнок 1

Якщо розглядати весь шар сипучого матеріалу, який переміщається по гладкій похилій площині, то тут, навіть в разі шматків кулястої форми, відбувається швидше ковзання матеріалу по площині, ніж перекочування, так як весь матеріал «тече» суцільною масою.

Кут зсипання залежить від коефіцієнта тертя матеріалу про площину зсипання, від форми і крупності шматків, від структури поверхні, по якій відбувається зсипання (поверхня може бути гладкою, шорсткою, ребристою і т. Д.), А також він вологості самого кускового матеріалу.

Якщо насипати зернисто-кусковий матеріал на горизонтальну площину, то він розташовується на ній у вигляді конуса. Кут між твірною цього конуса і горизонтальною площиною називається кутом природного укосу зернисто-кускового матеріалу.

Кут природного укосу завжди більше кута зсипання (для одного і того ж матеріалу), так як наявність нерівностей на поверхні матеріалу перешкоджає скачуванню, а тим більше ковзанню шматків. Кут природного укосу в великій мірі залежить від фракційного складу кускового матеріалу, бо останній визначає собою загальну структуру поверхні конуса. Ця різнорідність розміру шматків викликає в той же час переважне скочування великих шматків матеріалу на край насипати купи, внаслідок того, що нерівності поверхні роблять менший опір перекатуванню найих шматків, ніж дрібних (малюнок 2). Нерівномірний розподіл шматків по крупності необхідно враховувати при завантаженні насадок абсорберів, шахтних печей і т. Д., Так як в місцях розташування великих шматків, т. Е. На-периферії, виходить більший перетин каналів і газ піде переважно по цих каналах, що мають менший гідравлічний опір.

Тонко подрібнені матеріали мають більший кут природного укосу, т. Е. Меншу сипкість, в зв'язку з більш розвиненою поверхнею тертя.

малюнок 2

Кут природного укосу значно залежить від вологості матеріалу, тому що вода, розташовуючись на поверхні шматків, викликає злипання їх і тим самим ускладнює рух окремих шматків. Чим менше шматки матеріалу, тим більше проявляється вплив вологості; але надмірне зволоження призводить до збільшення пошаровим плинності рідини між шматочками матеріалу, і кут природного укосу знову зменшується (таблиця 1).

Таблиця 1

порода	Кут природного укосу, град, для породи
сухий	вологою	мокрою
пісок крупний	30 – 35	32 – 40	25 – 27
пісок середній	28 – 30
пісок дрібний		30 – 35	15 – 20
гравій	35 – 40

Кут природного укосу і кут зсипання різко зменшуються при русі матеріалу і площини, на якій він лежить. При струси або вібраціях матеріал інтенсивно розсипається, розтікається, прагнучи надати горизонтального положення, так як при вібраціях в окремі моменти зменшується взаємне тертя по поверхні зіткнення шматочків один з одним і шматочків з площиною. На цьому грунтується застосування вібротранспортуючих пристроїв, вібраторів для полегшення розвантаження бункерів, самоскидів і дозуючих пристроїв.

Знання кутів природного укосу і зсипання необхідно при проектуванні складських приміщень, транспортерів, шахтних печей, де мають справу з сипучими матеріалами. Неможливість обліку теоретично всіх факторів, що визначають величину цих кутів, призводить до необхідності експериментального їх визначення.

Опис установки. Для визначення кута природного укосу використовується гладка горизонтальна площина з нанесеними на ній поділками в сантиметрах і короткий металевий циліндр; для визначення кута зсипання - прилад, що складається з вала 1, на який навертається шнур, кронштейна 2, через який шнур з'єднується з підйомної дошкою 3, і кутоміра 4, встановленого у осі обертання підйомної дошки. Підйомна дошка забезпечена покажчиком, який показує на кутоміром кут її підйому (рисунок 3). Для збору зсипають маси поставлений ящик. В роботі використовується також лінійка, ваги і прямокутна металева рамка.

малюнок 3

Проведення експерименту і запис спостережень. При визначенні кутів природного укосу і зсипання використовується сипучий матеріал двох або трьох сортів крупності.

А. Визначення кута природного укосу

1. Встановити металевий циліндр в центрі горизонтальній площині,

2. Набрати совком сипучий матеріал і висипати його в циліндр.

3. Повільно підняти циліндр, надавши матеріалу вільно розсипатися по площині.

Б. Визначення кута зсипання

1. Укласти на підйомної дошці прямокутну металеву рамку і повністю засипати її сипучим матеріалом.

2. Зняти прямокутну рамку і, повільно обертаючи вал, привести підйомну дошку в похиле положення.

3. Коли матеріал почне зсипатиметься, припинити підйом дошки і записати кут її нахилу. Перенести весь матеріал з підйомної дошки і її підставки на аркуш паперу, зважити матеріал, додати певну кількість води (заданий викладачем), ретельно перемішати і зробити з вологим матеріалом ті ж визначення (етапи А, 1 - 4 і Б,

Результати дослідів внести в таблицю 2.

Таблиця 2

Найменування досліджуваного матеріалу	Кут природного укосу	кут зсипання
сухий матеріал	вологий матеріал	сухий матеріал	вологий матеріал
		tg α				tg α

Обробка результатів досвіду. Користуючись співвідношенням визначити величинуtg α і за таблицями знайти відповідне значення α.

font-size: 14.0pt; font-family: "times new roman\u003e де α - кут природного укосу, град .;

Н - висота насипаної купи матеріалу, см;

D - діаметр насипаної купи матеріалу, см;

font-size: 14.0pt; font-family: "times new roman\u003e - радіус насипаної купи матеріалу, см,

1) Короткий виклад теорії і мета роботи.

2) Схема установки.

3) Таблиця 2.

4) Висновок по роботі.

Завдання на підготовку до лабораторної роботи .

1) Послуги подрібнення твердих матеріалів і їх класифікація.

2) Послуги подрібнення, просіювання і дозування твердих тіл.

Контрольні питання .

1) Поясніть поняття «кут зсипання».

2) Види руху кускового матеріалу по площині зсипання.

3) Назвіть фактори, від яких залежить величина кута зсипання зернисто-кускового матеріалу.

4) Поясніть поняття «кут природного укосу зернисто-кускового матеріалу».

5) Назвіть фактори, від яких залежить величина кута природного укосу.

6) Скажіть яка величина більше - кут зсипання або кут природного укосу, поясніть чому.

7) Як змінюється величина кута зсипання і кута природного укосу при русі матеріалу і площини, на якій він лежить?

8) Як кут природного укосу залежить від вологості?

9) тонко або крупно подрібнений матеріал має більший кут природного укосу?

10) Для чого необхідне знання кутів природного укосу і зсипання?

Мета роботи:

Визначити кут природного укосу випробуваного грунту в лабораторних умовах в сухому стані і під водою.

Суть методу:

Кут природного укосу пісків - це граничний кут вільного відсипання піску, при якому грунтова маса знаходиться в стійкому стані. Цей показник визначається як в сухому стані, так і під водою.

Кут природного укосу випробуваного грунту визначається в лабораторних умовах приладом для визначення кута природного укосу, що входять до складу польової лабораторії Литвинова ПЛЛ-9.

Кут природного укосу піску в сухому стані дорівнює куту внутрішнього тертя цього піску

устаткування:

Прилад для визначення кута природного укосу;

воронка;

Ніж з прямим лезом;

Мірний посуд.

Рис.5. Прилад для визначення кута природного укосу пісків

1 висувна стулка;

2 мале відділення.

Визначення кута природного укосу пісків в сухому стані

Порядок роботи:

3. Пісок розрівняти ножем.

4. Після цього поступово піднімають висувну стулку, стежачи, щоб не було поштовхів; при цьому прилад притримують рукою.

5. Пісок частково пересипається в інше відділення, поки не настає стан стійкої рівноваги; кут між площиною вільного укосу і горизонтальною площиною і є кут природного укосу.

6. За розподілам на днище і боковій стінці відраховують висоту і закладення укосу і обчислюють тангенс кута природного укосу. Відлік ведуть з точністю 1 мм.

7. Випробування проводять два рази.

8. Числове значення тангенса кута природного укосу визначається як середнє арифметичне з результатів двох вимірів.

9. Результати визначень заносять в таблицю 5.

Визначення кута природного укосу пісків в підводному стані

Порядок роботи:

1. Прилад ставлять на стіл або іншу горизонтальну поверхню. Висувна стулка при цьому опущена до дна.

2. У мале відділення приладу насипають пісок невеликими порціями через лійку врівень з краями.

3. Пісок розрівняти ножем.

4. Після того, як в мале відділення приладу насипаний випробовуваний грунт, в велике відділення наливають доверху воду.

5. Після цього висувну стулку піднімають на кілька міліметрів, щоб вода могла проникнути в мале відділення.

6. Коли грунт просочиться водою, поступово піднімають висувну стулку, стежачи, щоб не було поштовхів; при цьому прилад притримують рукою.

7. Пісок частково пересипається в інше відділення, поки не настає стан стійкої рівноваги; кут між площиною вільного укосу і горизонтальною площиною і є кут природного укосу.

8. За розподілам на днище і боковій стінці відраховують висоту і закладення укосу і обчислюють тангенс кута природного укосу. Відлік ведуть з точністю 1 мм.

9. Випробування проводять два рази.

10. Числове значення тангенса кута природного укосу визначається як середнє арифметичне з результатів двох вимірів.

11. Результати визначень заносять в таблицю 5.

Таблиця 5 Результати визначень кута природного укосу.

Лабораторна робота № 6

Визначення коефіцієнта фільтрації піщаного ґрунту

Мета роботи:

Визначити коефіцієнт фільтрації випробуваного піщаного ґрунту в лабораторних умовах.

Суть методу:

коефіцієнт фільтрації До ф - це чисельна характеристика водопроникності (здатності грунту фільтрувати воду). Він являє собою швидкість фільтрації і виражається зазвичай в см / с або в м / сут.

Коефіцієнт фільтрації визначається на грунтах порушеного складу при оптимальній вологості і максимальної стандартної щільності, значення яких попередньо визначаються в лабораторній роботі №4.

Коефіцієнт фільтраціііспользуется при підрахунку запасів підземних вод, визначенні припливу води в будівельні котловани і гірничі виробки, при розрахунку витоків води з водосховищ, проектуванні дренажних споруд і фільтрів, а так само в ряді інших розрахунків.

У цій лабораторній роботі встановлено порядок визначення коефіцієнта фільтрації піщаних грунтів і будівельних пісків, застосовуваних у будівництві.

устаткування:

Прилад СоюздорНИИ ВКФ-СД;

Ваги з точністю 0.01 г .;

Чашки металеві місткістю не менше 5 л;

Циліндри мірні з носиком ємністю 100 і 500 мл;

Лопаточка - кельму;

Лінійка металева довжиною 30 см;

секундомір;

термометр;

Гумова груша.

Рис 6. Загальний вигляд приладуПКФ-СД для визначення коефіцієнта фільтрації.

1 робочий циліндр; 2 пьезометр; 3 перфоровані дно;

10 ковадло; 11-ударник; 12-рукоятка.

Прилад складається з наступних основних частин: фільтраційної трубки в зборі, завантажувальної воронки, підставки, трамбуючими пристрої, склянки, і ванни.

Фільтраційна трубка в зборі включає робочий циліндр 1, на якому розміщений пьезометр 2. Знизу до циліндра нагвинчена перфоровані дно 3 з сіткою 4. Після ущільнення грунту фільтраційна трубка встановлюється на підставку 6. трамбують пристрій складається з направляючого стрижня 9, ковадла 10, ударника 11 масою 500 гр і рукоятки 12.

Для проведення досвіду по визначенню коефіцієнта фільтрації До фпри гідравлічному градієнті i \u003d 1,фільтраційна трубка з підставкою поміщається в склянку 7. При гідравлічному градієнті i \u003d 2, Фільтраційна трубка з підставкою поміщається безпосередньо в ванну 8.

Порядок роботи:

формування зразка

1. Засипати в робочий циліндр першу навішення, вставити в нього трамбування (маса вантажу 0,5 кг, висота падіння вантажу 0,3 м), провести 40 ударів по ущільнювати грунт.

2. Виміряти за допомогою лінійки з точністю до 1 мм на трьох точках відстань від поверхні ущільненого грунту до верху циліндра. Результати вимірів записати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.

3. розпушити поверхню ущільненого шару ножем на глибину 1-2мм. Засипати в робочий циліндр другу навішення, повторити ущільнення зразка і заміряти відстань від поверхні ущільненого грунту до верху циліндра. Результати вимірів записати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.

4. Засипати в робочий циліндр третю навішення, повторити операції по ущільненню, проведення замірів. Записати результати в таблицю 6.2 і визначити середнє значення.

5. Після завершення операцій ущільнення грунту робочий циліндр з грунтом зважити з точністю до 1гр. Результати зважування занести в таблицю 6.2.

6. На поверхню ущільненого грунту в робочому циліндрі засипати гравій з розміром частинок 2-5мм таким чином, щоб товщина шару гравію склала 5-10мм.

Насичення зразка водою.

1. фільтраційні трубку з ущільненим грунтом помістити у вхідний в комплект приладу металевий стакан 7, висота якого відповідає верхньому рівню грунту в робочому циліндрі. Заповнити цей стакан водою на 2/3 висоти і витримати перед проведенням наступної операції протягом 15 хвилин.

2. Перенести стакан з вміщеній в нього фільтраційної трубкою в резервуар з водою ємністю 8-10 літрів і довести рівень води в цьому резервуарі до висоти на 10-15 мм вище верхньої кромки склянки.

3. Витримати стакан в резервуарі з водою до появи дзеркала води над шаром гравію і зафіксувати час насичення ґрунту водою в таблицю 6.2.

Проведення випробувань.

1. Обережно долити воду у внутрішню порожнину фільтраційної трубки на 1/3 її висоти і перенести прилад разом з металевим стаканом в ванну для проведення замірів тривалості фільтрації, розташувавши її таким чином, щоб нульова позначка водомірної трубки розташовувалася на рівні очей.

2. Долити у внутрішню порожнину фільтраційної трубки воду до рівня, що перевищує не менше, ніж на 0,5 см нульову позначку водомірної трубки (кожний розподіл на водомірної трубці відповідає 0,5 см).

3. Перевірити рівень води в металевому стакані і, в разі необхідності, заповнити його водою до верху.

4. Встановити в металевий стакан термометр для вимірювання температури води в процесі випробування.

5. Провести перший завмер тривалості фільтрації за секундоміром, включити останній в момент, коли рівень води в водомірної трубці досягне нульового розподілу, і вимкнути, коли він встановиться на позначці 5 см, і зареєструвати при цьому температуру води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробування не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.

6. У разі, якщо тривалість фільтрації перевищує 2 хвилини, другий завмер провести при падінні рівня води до позначки 2см. В іншому випадку всі наступні виміри проводити при падінні рівня до позначки 5 см, у всіх випадках реєструючи втрату води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробування не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.

7. У разі, якщо тривалість фільтрації по попередньому пункту перевищує дві хвилини, всі наступні виміри проводити при падінні рівня води до позначки 1см. В іншому випадку всі наступні виміри проводити при падінні рівня до позначки 2см, у всіх випадках реєструючи температуру води. Рівень води в фільтраційної трубці в процесі випробувань не повинен відпускатися нижче поверхні шару гравію.

8. У разі, якщо тривалість фільтрації по попередньому пункту перевищує 10 хвилин, градієнт напору при проведенні випробування необхідно прийняти рівним 2. Для цього фільтраційну трубку разом з підставкою необхідно витягти з металевого склянки і встановити її в ванну без склянки.

9. Результати кожного вимірювання і реєструються в його процесі температуру води занести в таблицю 6.2.

Обробка результатів:

де K 10 - коефіцієнт фільтрації, м / добу;

I - висота фільтруючого шару піску, що визначається, як різниця між загальною висотою фільтраційної трубки Н про і відстанню від верхнього торця трубки до поверхні грунту h 3, см.

t m - середня тривалість фільтрації, сек;

Т ср - температура води, ˚С;

Значення функції падіння рівня води, що визначається за таблицею 6.1;

S - падіння рівня води в водомірної трубці, см;

h o - висота початкового напору води в приладі від його дна до нульового розподілу водомірної трубки, що дорівнює 10 для градієнта напору 1 або 20 для градієнта напору 2.

2. Занести отримані значення в таблицю 6.2 з округленням результатів до 0,1м / сут, якщо величина коефіцієнта фільтрації становить менше 5м / сут, і округленням результатів до цілих чисел, якщо коефіцієнт фільтрації більш 5м / сут.

3. Після проведення розрахунків порівняти отримані результати з усередненими значеннями коефіцієнта фільтрації різних типів грунтів:

Галечник чистий ................................. понад 100 м / сут;

Галечник з піщаним заповнювачем .. ......... 100-200 м / сут;

Піски чисті різної крупності ............... 50-2 м / добу;

Піски глинисті, супіски ................ ......... 2-0,1 м / сут;

Суглинки .............................. ... ............ менше 0,1 м / сут;

Глини ................................. ... ............ ..менее 0,01 м / сут.

Таблиця 6.1. Залежність величини падіння рівня води від початкового напору.

S / h 0	φ (S / h 0)	S / h 0	φ (S / h 0)	S / h 0	φ (S / h 0)	S / h 0	φ (S / h 0)
0,01	0,010	0,26	0,301	0,51	0,713	0,76	1,427
0,02	0,020	0,27	0,315	0,52	0,734	0,77	1,470
0,03	0,030	0,28	0,329	0,53	0,755	0,78	1,514
0,04	0,040	0,29	0,346	0,54	0,777	0,79	1,561
0,05	0,051	0,3	0,357	0,55	0,799	0,8	1,609
0,06	0,062	0,31	0,371	0,56	0,821	0,81	1,661
0,07	0,073	0,32	0,385	0,57	0,844	0,82	1,715
0,08	0,083	0,33	0,400	0,58	0,863	0,83	1,771
0,09	0,094	0,34	0,416	0,59	0,892	0,84	1,838
0,1	0,105	0,35	0,431	0,6	0,916	0,85	1,897
0,11	0,117	0,36	0,446	0,61	0,941	0,86	1,966
0,12	0,128	0,37	0,462	0,62	0,957	0,87	2,040
0,13	0,139	0,38	0,478	0,63	0,994	0,88	2,120
0,14	0,151	0,39	0,494	0,64	1,022	0,89	2,207
0,15	0,163	0,4	0,510	0,65	1,050	0,9	2,303
0,16	0,174	0,41	0,527	0,66	1,079	0,91	2,408
0,17	0,186	0,42	0,545	0,67	1,109	0,92	2,526
0,18	0,196	0,43	0,562	0,68	1,139	0,93	2,659
0,19	0,210	0,44	0,580	0,69	1,172	0,94	2,813
0,2	0,223	0,45	0,593	0,7	1,204	0,95	2,996
0,21	0,236	0,46	0,616	0,71	1,238	0,96	3,219
0,22	0,248	0,47	0,635	0,72	1,273	0,97	3,507
0,23	0,261	0,48	0,654	0,73	1,309	0,98	3,912
0,24	0,274	0,49	0,673	0,74	1,347	0,99	4,605
0,25	0,288	0,5	0,693	0,75	1,386	-	-

Таблиця 6.2. Результати визначення коефіцієнта фільтрації.

оп.

Вологість грунту, W,%

Маса, гр.

Висота фільтраційної трубки, см.

Щільність грунту, г / см 3

Час фільтрації, сек.

Падіння рівня води в трубці, см.

Температура води, ˚С

градієнт напору

Коефіцієнт фільтрації, м / сут.

циліндра

циліндра з грунтом

грунту

Початкова, h 0.

Над ущільненим зразком грунту, h 3.

вологого

сухого

окремої виміру

Середнє значення

окремої виміру

Середнє значення

Вимірювання тривалості фільтрації при обраних рівнях падіння води і градієнті напору слід провести не менше 2 разів, розрахувавши після цього середнє значення.

Лабораторна робота №7

Кутом природного укосу грунту називається найбільше значення кута, який утворює з горизонтальною площиною поверхню грунту, відсипаного без поштовхів; струсів і коливань.
Кут природного укосу залежить від опору ґрунту зсуву. Для встановлення цієї залежності уявімо собі грунтове тіло, розсічене площиною а - а, нахиленою до горизонту під кутом а (рис. 22).

Частина грунту вище площині а - а, що розглядається як єдиний масив, може залишатися в спокої або прийти в рух під дією сили P - власної ваги і впливу зведеного на ньому споруди.
Розкладемо P на дві сили: N \u003d P cos а, спрямовану нормально до площини а - а й силу T \u003d P sin а, паралельну площині а - а. Сила T прагне зрушити відсічену частина, яка утримується силами зчеплення і тертя в площині а - а.
У стані граничної рівноваги, коли зсувна сила врівноважується опором тертя і зчеплення, але коли зсуву ще немає, виконується рівність 26, т. Е. T \u003d N tg ф + CF.
У глинистих ґрунтах зрушення в основному протидіє зчеплення.

У сухому піску зчеплення майже немає і стан граничної рівноваги характеризується співвідношенням T \u003d N tg ф. Підставляючи значення N і T, отримаємо P sin а \u003d P cos a tg ф або tg a \u003d tg ф і а \u003d ф, т. Е. Кут а відповідає розі внутрішнього тертя грунту ф в стані граничної рівноваги масиву незв'язного грунту.
Визначення кута природного укосу піску показано на рис. 23. Кут природного укосу піску визначають двічі - для стану природної вологості і під водою. Для цього в скляний прямокутний посудину насипають піщаний грунт, як показано на рис. 23, а. Потім посудину нахиляють під кутом не менше 45 ° і обережно повертають в попереднє положення (рис. 23, б). Далі визначається кут а між утворився укосом піщаного ґрунту і горизонталлю; про величину кута а можна судити по відношенню hl, рівному tg а.

В останні роки для визначення характеристик опору грунтів зрушенню запропонований ряд нових методів: за даними випробування грунтів в стабілометра (див. Рис. 11), по вдавленню кулькового штампа в грунт (рис. 24), аналогічно визначенню твердості по Брінеллю і ін.
Випробування грунту методом кульковою проби (рис. 24) полягає у вимірюванні опади кульки S при дії на нього постійного навантаження р.
Значення еквівалентного зчеплення грунту визначається за такою формулою:

де P - повне навантаження на
D - діаметр кульки, см;
S - осаду кульки, см.

Величина зчеплення сш враховує не тільки сили зчеплення грунту, але і внутрішнє тертя.
Для визначення питомої зчеплення з значення сш множиться на коефіцієнт К, який залежить від кута внутрішнього тертя ф (град).

В останні роки метод кульковою проби стали застосовувати в польових умовах. У цьому випадку застосовуються напівсферичні штампи розміром до 1 м (рис. 25).
Характеристики зсуву ф і з називаються характеристиками міцності і точність їх визначення має велике значення при розрахунку залізобетонних підстав споруд по міцності і стійкості.

Кут природного укосу- це найбільший кут, який може бути утворений укосом вільно насипаного грунтув стані рівноваги з горизонтальною площиною.

Кут природного укосу залежить від гранулометричного складу і форми частинок. Зі зменшенням розміру зерен кут природного укосу стає положе.
У повітряно-сухому стані кут природного укосу піщаного ґрунту дорівнює 30-40 °, під водою - 24-33 °. Для грунтів, що не володіють зчепленням (сипучих), кут природного укосу не перевищує кута внутрішнього тертя

Для визначення кута природного укосу піщаного ґрунту в повітряно-сухому стані використовують прилад УВТ ( мал. 9.11, 9.12), Під водою - ВІА ( мал. 9.13).

згідно мал. 9.12 при нахилі ящика пісок обсипається і, розпушити, утворює укіс з кутом, який можна визначити транспортиром або за формулою

поняття про вугіллі природного укосу відноситься тільки до сухим сипучим грунтів, а для зв'язкових глинистих воно втрачає будь-який сенс, тому що у останніх він залежить від вологості, висоти укосу і величини пригрузки на укіс і може змінюватися від 0 до 90 °.

Мал. 9.11. Прилад УВТ-2: 1 - шкала; 2 - резервуар; 3 - вимірювальний столик; 4 - обойма; 5 - опора; 6 - зразок піску

Мал. 9.12. Визначення кута природного укосу обертанням ємності (а) і повільним зняттям пластинки (б): А - вісь обертання ємності

Мал. 9.13. Прилад ВІА: 1 - ящик ВІА; 2 - зразок піску; 3 - ємність з водою; 4 - транспортир; 5 - вісь обертання; 6 пьезометр; 7- штатив

При розробці і усадки розпушеного грунтувиїмки і насипу утворюють природні укоси різної крутизни. Найбільшу крутизну плоских укосів земляних споруд, траншей і котлованів, що влаштовуються без кріплень, слід приймати згідно табл. 9.2. При забезпеченні природної крутизни укосів забезпечується стійкість земляних насипів і виїмок.

Таблиця 9.2. Найбільша крутизна схилів траншей і котлованів, град.

грунти	Крутизна схилів при глибині виїмки, м (відношення висоти до закладання)
	1,5	3,0	5,0
насипні неущільнений	56(1:0,67)	45(1:1)	38(1:1,25)
Піщані і гравійні вологі	63(1:0,5)	45(1:1)	45(1:1)
глинисті:
супесь	76(1:0,25)	56(1:0,67)	50(1:0,85)
суглинок	90(1:0)	63(1:0,5)	53 (1:0,75)
глина	90(1:0)	76(1:0,25)	63(1:0,5)
Леси і лесовидні сухі	90(1:0)	63(1:0,5)	63(1:0,6)
моренні:
піщані, супіщані	76(1:0,25)	60(1:0,57)	53 (1:0,75)
суглинні	78(1:0,2)	63(1:0,5)	57(1:0,65)

Укоси насипів постійних споруд виконують більш пологими, ніж укоси виїмок.

загальні положення

Призначення і види земляних споруд

Обсяг земляних робіт дуже великий, він є при будівництві будь-якої будівлі і споруди. Із загальної трудомісткості в будівництві земляні роботи складають 10%.

Відрізняються такі основні види земляних споруд:

Планування майданчика;

Котловани і траншеї;

Земляні полотна доріг;

греблі;

Канали і ін.

Земляні споруди діляться на:

постійні;

Тимчасові.

До постійних відносяться котловани, траншеї, насипу, виїмки.

До постійних земляним спорудам ставляться вимоги:

Повинно бути міцним, тобто чинити опір тимчасовим і постійним навантаженням;

стійким;

Добре чинити опір атмосферних впливів;

Добре чинити опір розмиває дій;

Повинні володіти безосадочностью.

Основні будівельні властивості і класифікація грунтів

Грунтом називають породи, що залягають у верхніх шарах земної кори. До них відносяться: рослинний грунт, пісок, супісок, гравій, глина, суглинок лесовидний, торф, різні скельні грунти і пливуни.

За крупності мінеральних часток і їх взаємної зв'язку розрізняють наступні грунти :

Зв'язкові - глинисті;

Незв'язні - піщані і сипучі (в сухому стані), великоуламкові незцементовані грунти містять більше 50% (по масі) уламків кристалічних порід розміром більше 2 мм;

Скельні - виверження вулканів, метаморфічні і осадові породи з жорстким зв'язком між зернами.

До основних властивостей ґрунтів, що впливає на технологію виробництва, трудомісткість і вартість земляних робіт відносяться:

Об'ємна маса;

Вологість;

размиваємость

зчеплення;

розрихленість;

Кут природного укосу;

Об'ємною масою називається маса 1 м3 ґрунту в природному стані в щільному тілі.

Об'ємна маса піщаних і глинистих ґрунтів 1,5 - 2 т / м3, скельних НЕ розпушених до 3 т / м3.

Вологість - ступінь насичення пір грунту водою

g b - g c - маса ґрунту до і після сушіння.

При вологості до 5% - грунти називаються сухі. При вологості від 5 до 15% - грунти називаються маловлажних. При вологості від 15 до 30% - грунти називаються вологі.
При вологості більше 30% - грунти називаються мокрі.

Зчеплення - початковий опір грунту зрушенню.

Сила зчеплення грунтів: - піщаних грунтів 0,03 - 0,05 МП глинистих ґрунтів 0,05 - 0,3 МП напівскельних ґрунтів 0,3 - 4 МПА- скельних більше 4 МПа.

У мерзлих грунтах сила зчеплення значно більше.

разрихляємость - це здатність грунту збільшуватися в об'ємі при розробці, внаслідок втрати зв'язку між частинками. Збільшення обсягу грунту характеризується коефіцієнтом розпушення Кр. Після ущільнення розпушеного грунту називається залишкової розпушення До ор.

Кут природного укосу характеризується фізичними властивостями грунту. Величина кута природного укосу залежить від кута внутрішнього тертя, сили зчеплення і тиск верхніх шарів. При відсутності сил зчеплення граничний кут природного укосу дорівнює куту внутрішнього тертя. Крутизна укосу залежить від кута природного укосу. Крутизна укосів виїмок і насипів характеризується відношенням висоти до закладання m - коефіцієнт укосу.

Кути природного укосу грунтів і відношення висоти укосу до закладання

грунти	Значення кутів природного укосу і відносин висоти укосу до його закладення при різній вологості ґрунтів
сухий	вологий	мокрий
Кут в град		Кут в град	Відношення висоти до закладання	Кут в град	Відношення висоти до закладання
глина		1: 1		1: 1,5		1: 3,75
суглинок середній		1: 0,75		1: 1,25		1: 1,75
суглинок легкий		1: 1,25		1: 1,75		1: 2,75
пісок дрібнозернистий		1: 2,25		1: 1,75		1: 2,75
пісок середньозернистий		1: 2		1: 1,5		1: 2,25
пісок крупнозернистий		1: 1,75		1: 1,6		1: 2
рослинний грунт		1: 1,25		1: 1,5		1: 2,25
Насипний грунт		1: 1,5		1: 1		1: 2
гравій		1: 1,25		1: 1,25		1: 1,5
галька		1: 1,5		1: 1		1: 2,25

размиваємость грунту - винесення частинок плинного водою. Для дрібних пісків найбільша швидкість води не повинна перевищувати 0,5-0,6 м / сек, для великих пісків 1-2 м / сек, для глинистих ґрунтів 1,5 м / сек.