Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Определение угла естественного откоса сыпучих грунтов
Цель работы: определить угол естественного откоса песчаного грунта в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии.
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°.
Значение угла естественного откоса для сухих и водонасыщенных песчаных грунтов в рыхлом состоянии практически совпадает с углом внутреннего трения, но определяется значительно проще последнего.
Для несвязных грунтов при некоторой влажности, примерно равной капиллярной влагоемкости (5 – 15% в зависимости от дисперсности), угол откоса увеличивается на 10 – 15%. Основной причиной в этом случае является действие капиллярных сил, обусловливающих кажущуюся связность грунта. При полном затоплении откоса из несвязного грунта или при влажности, равной примерно полной влагоемкости, угол откоса уменьшается.
Уменьшение угла естественного откоса несвязного грунта под водой можно объяснить действием двух основных факторов: уменьшением веса частицв воде в результате взвешивания, что облегчает их выход из зацепления и скатывание и смазочным действием воды. Последний фактор особенно ощутим для грунтов, обогащенных мусковитом, и грунтов, частицы которых покрыты пленками органических коллоидов.
Сотрясения, которым подвергается водонасыщенный песчаный откос, приводят к разжижению и перемещению подчас огромных масс грунта, в
результате чего откос становится положе (угол откоса в тонких песках часто не превышает 5°). Причиной разжижения и оплывания откоса при динамическом воздействии на него является уплотнение песка и, как результат, увеличение гидродинамического давления воды, взвешивающей песчинки и увлекающей их в сторону понижений.
Общими чертами всех аварий, связанных с нарушением устойчивости затопленных откосов, являются: малая плотность песка, подводное его залегание, динамические воздействия. Дренажная пригрузка откоса значительно повышает его динамическую устойчивость. Понижению динамической устойчивости песков способствуют следующие факторы: мелкозернистость и тонкозернистость, пылеватость и однородность, окатанность частиц, наличие слюдистых частиц и органических коллоидов.
Для определения угла естественного откоса песчаного грунта в воздушно-сухом состоянии применяют приборы различной конструкции.
В лабораторной работе используем прибор УВТ-3М.
Оборудование и материалы:
- прибор для определения угла естественного откоса, состоящий из прямоугольной банки и вкладыша, внутренняя часть которого разделена перегородкойна 2части, на сторонахвкладыша имеются измерительные сетки.
Подготовка к испытанию:
Образецгрунта в воздушно-сухом состоянииразмельчают в фарфоровой ступке и просеивают сквозь сито с сеткой №2, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.
Проведение испытаний:
Грунт испытывается в сухом и водонасыщенном состоянии.
Из банки вынимают вкладыш и ставят на ровную поверхность, в обе части вкладыша насыпают песок и придают ему ровную горизонтальную поверхность с помощью линейки.
Осторожно устанавливают вкладыш с песком в горизонтальное положение внутри банки.
Плавно, без толчков вкладыш разворачивают на оси при помощи ручки на угол 45 градусов до упора за 5-7 секунд. При поворачивании вкладыша песок высыпается в банку, а оставшаяся во вкладыше часть песка образует с нижней гранью вкладыша угол, который и будет углом естественного откоса.
Вкладыш позволяет одновременно получить результаты двух определений.
Для определения угла естественного откоса песка в водонасыщенном состоянии, после засыпки песка во вкладыш и установки его в банку, банку с помощью резинового шланга, заливают водой, опустив его со стороны свободного пространства.
По мере заполнения вкладыша водой, за счет отверстий во вкладыше, воздух из песка вытесняется снизу вверх. Когда вода поднимается до верхней
метки, расположенной на боковой поверхности банки, наполнение прекращают и дают в течении 10 минут песку насытится водой.
Плавно, без толчков вкладыш разворачивают на оси при помощи ручки на угол 45 градусов до упора за 5-7 секунд и замеряют угол естественного откоса под водой.
Опыт повторяют для сухого и водонасыщенного песка, после чего берут среднее арифметическое значение 2 измерений. Допустимые расхождения между повторными определениями не должны превышать 1 градус.
Результаты заносят в таблицу.
|
№ опыта |
Отсек во вкладыше |
Сухой песок |
Водонасыщенный песок |
| Угол естественного откоса |
Средний угол естественного откоса |
Угол естественного откоса |
Средний угол естественного откоса |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
2 |
1 |
|
|
| 2 |
|
|
Ссылка на первоисточник:
https://samgtu.ru
