Intekoufa.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сопротивление грунтов сдвигу. Сопротивляемость горных пород и грунтов сдвигу. Показатели и методы их определения, страница 3

Сопротивление грунтов сдвигу. Сопротивляемость горных пород и грунтов сдвигу. Показатели и методы их определения , страница 3

Можно сделать вывод, какие внутренние связи имеют первостепенное значение в различных породах:

1) В скальных породах, подобных граниту или известнякам, превалируют жесткие необратимые связи структурного сцепления сс. Внутренние связи водно-коллоидной природы в подобных породах не проявляются (Σ w = 0). Силы внутреннего трения от внешней нагрузки возникают в породе прак-тически лишь на контактных стенках трещин.

2) В работе сыпучих, несвязных грунтов (песок, гравий, щебень и т. д.), например, под нагрузкой от сооружений наибольшее значение приобретают силы внутреннего трения и только отчасти силы структурного сцепления.

3) Наибольшее значение в прочности глинистых пород имеет связность Σ w, хотя в определенных случаях могут проявиться и другие компоненты сопротивляемости горных пород сдвигу, т. е. силы внутреннего трения и структурного сцепления.

Угол естественного откоса сыпучих грунтов

Говоря о методах определения угла внутреннего трения φn для рыхлых сыпучих грунтов, нельзя обойти вопрос об угле естественного откоса грунта φ.

Углом естественного откоса называют угол, образуемый линией свободно стоящего откоса отсыпанного грунта с горизонтом (рис. 8).

Рис. 8. Схема к определению угла внутреннего трения φn по углу φ о естественного откоса сыпучих грунтов

Выделим на откосе с углом к горизонту φ некоторый элемент весом Р. Разложим эту силу на две составляющие: нормальную N и касательную Q:

N = Р cos φ; Q= Р sin φ.

Под действием силы N по контактной поверхности выделенного блока и откоса развиваются силы трения:

T = N·tgφn = P·cosφ tgφn.

По мере увеличения угла наклона откоса степень устойчивости выделенного элемента на поверхности откоса будет уменьшаться. При некотором значении угла откоса φ элемент будет находиться в состоянии предельного равновесия Т=Q, т. е.

P·cosφ tgφn = Р sinφ.

Произведя необходимые сокращения и преобразования, получим

tgφn = sinφ / cosφ = tgφ, откуда φ = φn. (9)

Таким образом, для сыпучего грунта в рыхлом состоянии угол с горизонтом свободно отсыпанного откоса (угол соответственного откоса) оказывается равным углу внутреннего трения.

В естественных условиях угол φ определяют прямым замером, например при отсыпке грунта в конус; в лабораторных условиях для этой цели применяют приборы. Один из наиболее удачных приборов создал В. Г. Науменко. Угол φ грунта в сухом и затопленном состоянии измеряется по откосу, остающемуся после удаления избыточных масс грунта. Для правильного определения угла естественного откоса это условие является решающим. Преимущество этого прибора заключается в независимости результатов опыта от индивидуальных особенностей лаборанта, в частности, при проведении опыта под водой.

В заключение отметим, что равенство угла естественного откоса углу внутреннего трения грунта верно лишь для грунтов, полностью лишенных связности и сцепления. Более крутые откосы у других грунтов являются прямым следствием проявления сил сцепления и связности, и в этих условиях зависимость (9) теряет практический смысл. По этой причине нельзя определять угол внутреннего трения влажных песков и тем более глинистых грунтов по углу естественного откоса в условиях лабораторных опытов.

Для средних условии расчетный угол внутреннего трения:

1) для песков можно принимать φ =30°;

2 минимальное значение угла внутреннего трения гравийно-галечнико-вых грунтов при рыхлом их сложении и невысоких напряжениях обычно составляет φ = 40 а и несколько выше; при плотном сложении (n = 20%) он может достигать φ =50 о —55 о .

3) зернистые грунты в толще коренных пород обладают обычно некоторой связностью (уплотненные пески) за счет слабой цементации. Угол внутреннего трения у этих песков находится в пределах φ = 30—35 о . В природном состоянии такие грунты залегают плотно и надежно устойчиво.

Метод угол естественного откоса грунта

Устойчивостью земляных сооружений называется их способность сохранять проектную форму и размеры и обусловливается равновесием масс под действием 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.

Крутизна откосов насыпи или выемки характеризуется отношением высоты откоса Н к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту
(рис. 3. 1).

Читайте так же:
Приготовление цементного раствора для заливки столбов

Наибольшая крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки, характеристики грунтов (угла внутреннего трения, сцепления, влажности) и условии производства работ (рис. 3.2),

Рис. 3.1. Элементы откоса
о —насыпи; б – выемки; Я-высота откоса; 1-проекция откоса на горизонтальную плоскость; а —крутизна откоса

Рис. 3.2. Поперечные профили земляного полотна

Рис. 3.3. Принципиальные схемы типов креплений
а — консольного; б — анкерного; в — консольно-распорного; г — распорного; д — подносного; е — подвесного; 1 — щиты (доски); 2 —стойки (сваи); 3 — анкеры; 4 — распорки; 5 — подкосы; 6 — упоры (якоря); 7 —опора; 8 — кольцо

Способы крепления откосов временных выемок. При ведении земляных работ на территории действующих предприятий в стесненных условиях или при наличии грунтовых вод, плывунов и при других сложных гидрогеологических условиях необходимо производить крепление траншей и котлованов. Необходимость креплений устанавливается проектом; устройство креплений вертикальных стенок траншей и котлованов требует значительных затрат ручного труда, поэтому крепление производят только в том случае, когда это экономически целесообразно или когда не представляется возможным устройство откосов.

Рис. 3.4. Шарнирно-винтовые крепления

В зависимости от вида грунта, ширины и глубины выемок и сроков службы применяются различные типы креплений. Для узких траншей глубиной 2—4 м в сухих грунтах применяются горизонтально-рамное крепление, состоящее из стоек, горизонтальных досок или дощатых (сплошных и несплошных) щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи. Распорки устанавливают по длине траншеи на расстоянии 1,5—1,7 м одна от другой и по высоте через 0,6— 0,7 м.

В тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (при разработке широких котлованов) , применяют анкерные или подкосные крепления.

Для устройства анкерных креплений вдоль стенок котлована забивают стойки на глубину 0,5—1 м, сверху оттягивают их анкерными тягами в виде двух пластин, прикрепленных к наклонно забитой свае, а за стойками устанавливают щиты или дощатую стенку.

Подкосные крепления состоят из дощатых щитов, устанавливаемых вдоль откосов стоек, которые удерживаются подкосами, и упоров, забиваемых у основания подкосов.

Консольно-распорные крепления характеризуются тем, что стойки (сваи) удерживаются главным образом путем защемления нижней их части, забитой в дно выемки. Наиболее широко применяется крепление из деревянного или стального шпунта. При безраспорном креплении стойки располагаются через определенный шаг, а в шпунтовом их забивают без интервала. В качестве шпунта могут быть использованы стальные профили.

При анкерном креплении стойки в верхней части кроме защемления закрепляются еще и анкерами. В отличие от анкерного крепления при консольно-рас-порном защемлении стойки крепят вверху распорками.

Подвесные крепления имеют горизонтальные элементы, выполняющие роль упорных прогонов, которые подвешивают к опорной раме, укладываемой на поверхности выемки.

Этот вид крепления наиболее часто применяется для крепления шурфов прямоугольного сечения глубиной до 2—5 м в зависимости от назначения.

В сыпучих и неустойчивых грунтах ставят распорные или срубовые крепления из пластин и брусьев (рис. Ш.З).

В вязких грунтах и при сильном притоке воды забивают ограждающие шпунтовые стенки из досок или брусьев, укрепляемые распорками. На поверхности земли по размерам колодца укладывают деревянную брусчатую раму, а затем с наружных сторон брусьев рамы, вплотную к ним, забивают доски длиной 1,5—2 м с некоторым наклоном и под защитой забитых досок роют котлован. После заглубления на 1 — 1,5 м на дне колодца устанавливают вторую такую же раму и забивают-второй ряд досок.

В таком же порядке работу продолжают до достижения необходимой глубины.

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м должно быть, как правило, инвентарным (рис. Ш.4). Щиты обычно устанавливают вертикально и распирают их инвентарными металлическими распорками. В связных грунтах естественной влажности устанавливаются щиты с прорезями, а в грунтах с повышенной влажностью применяются сплошные щиты.

Необходимость крепления вертикальных стенок траншей и котлованов или разработка их с откосами обосновывается проектом в зависимости от глубины, состояния грунтовых вод и других местных условий.

Нормы предусматривают разработку в определенных случаях траншей и котлованов с вертикальными стенками без крепления при отсутствии грунтовых вод, в грунтах естественной влажности. Глубина выемки без крепления не должна превышать: в песчаных и гравелистых грунтах— 1 м, в супесях— 1,25; в суглинках и глинах— 1,5 м; в особо плотных нескальных грунтах—2 м.

Читайте так же:
Справочник по производству цемента холина

Разработка траншей с вертикальными стенками роторными и траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках, глинах) допускается без крепления на глубину не более 3 м.

Работы по сооружению фундаментов, прокладыванию инженерных сетей и т. п. в траншеях с вертикальными стенками без креплений следует вести немедленно вслед за выемкой грунта во избежание, его осыпания или оползания.

При рытье в указанных условиях более глубоких траншей и котлованов без креплений необходимо устраивать откосы, крутизну которых определяют по СНиП.

Навигация:
Главная → Все категории → Земляные работы

Общие положения. Определение угла естественного откоса горных пород

Определение угла естественного откоса горных пород

Лабораторная работа № 9

1.1. Угол естественного откоса (УЕО) – это предельный максимальный угол наклона поверхности откоса к горизонту, при котором порода в откосе находится в устойчивом состоянии – не осыпается, не обваливается, не оползает. УЕО, наряду с другими показателями, характеризует механические свойства пород, т. е. поведение пород под влиянием приложенных внешних усилий (в данном случае сил гравитации).

1.2. УЕО характеризует устойчивость в откосах, главным образом, раздельнозернистых пород (пески, гравий и т. п.), в некоторых случаях глинистых пород.

1.3. УЕО воздушно-сухих рыхлых пород находится в пределах от 28 o до 46 o . Величина УЕО в песчаных и других раздельнозернистых породах определяется только сопротивлением внутреннего трения, т. е. трения возникающего между частицами при их относительном перемещении. При увеличении содержания в породах глинистого материала – в них будут возникать структурные связи, и УЕО будет зависеть также и от сил сцепления частиц породы.

1.4. Среди факторов, влияющих на величину УЕО, можно отметить следующие:

а) гранулометрический и минеральный состав породы, её условия образования, однородность сложения, форма частиц (степень окатанности) и характер их поверхности, степень уплотнённости породы. Например, у песков, сложенных окатанными зёрнами кварца УЕО = 27 o , а в песках с неокатанными, остроугольными зёрнами кварца УЕО = 46 o ;

б) влажность; её изменение сказывается неоднозначно – повышение влажности песков до 5–15 % приводит к увеличению УЕО на 10–15 %, а при полном затоплении откоса или при влажности, равной полной влагоёмкости, УЕО уменьшается на 10–40 %. Откосы из глинистых и слюдистых песков под водой обладают УЕО менее 15 o ;

в) направление движения фильтрационного потока в грунте; при движении воды со стороны откоса (дренаж) УЕО значительно уменьшается, и, наоборот, если вода фильтруется из источника внутрь откоса, УЕО возрастает;

г) в раздельнозернистых грунтах величина УЕО не зависит от высоты откоса.

1.5. УЕО имеет важное практическое значение при оценке прочности и устойчивости рыхлых пород: откосов, котлованов, карьеров, подземных горных выработок, а также для определения плывунности и тиксотропии пород. По величине УЕО пород различного типа разработана специальная классификация, которая используется при проектировании и строительстве выемок, насыпей, дамб и других сооружений.

Искусственное увеличение УЕО имеет важное экономическое значение. Так, для Нурекской плотины (р. Вахш), имеющей объём около 60 млн м 3 , изменение УЕО галечника, слагающего упорные призмы, с 35 до 38 o вызвало уменьшение объёма плотины на 4 млн м 3 грунта. С другой стороны, введение в расчёт завышенных значений УЕО может привести к значительным деформациям сооружения или полному его разрушению.

Сопротивление грунтов сдвигу. Сопротивляемость горных пород и грунтов сдвигу. Показатели и методы их определения , страница 3

Внутренние связи различных пород

Можно сделать вывод, какие внутренние связи имеют первостепенное значение в различных породах:

1) В скальных породах, подобных граниту или известнякам, превалируют жесткие необратимые связи структурного сцепления сс. Внутренние связи водно-коллоидной природы в подобных породах не проявляются (Σ w = 0). Силы внутреннего трения от внешней нагрузки возникают в породе прак-тически лишь на контактных стенках трещин.

2) В работе сыпучих, несвязных грунтов (песок, гравий, щебень и т. д.), например, под нагрузкой от сооружений наибольшее значение приобретают силы внутреннего трения и только отчасти силы структурного сцепления.

3) Наибольшее значение в прочности глинистых пород имеет связность Σ w, хотя в определенных случаях могут проявиться и другие компоненты сопротивляемости горных пород сдвигу, т. е. силы внутреннего трения и структурного сцепления.

Угол естественного откоса сыпучих грунтов

Говоря о методах определения угла внутреннего трения φn для рыхлых сыпучих грунтов, нельзя обойти вопрос об угле естественного откоса грунта φ .

Читайте так же:
Цементный раствор полусухой стяжки

Углом естественного откоса называют угол, образуемый линией свободно стоящего откоса отсыпанного грунта с горизонтом (рис. 8).

Рис. 8. Схема к определению угла внутреннего трения φn по углу φ о естественного откоса сыпучих грунтов

Выделим на откосе с углом к горизонту φ некоторый элемент весом Р. Разложим эту силу на две составляющие: нормальную N и касательную Q:

N = Р cos φ ; Q= Р sin φ .

Под действием силы N по контактной поверхности выделенного блока и откоса развиваются силы трения:

T = N·tgφn = P·cosφ tgφn.

По мере увеличения угла наклона откоса степень устойчивости выделенного элемента на поверхности откоса будет уменьшаться. При некотором значении угла откоса φ элемент будет находиться в состоянии предельного равновесия Т=Q, т. е.

P·cosφ tgφn = Р sinφ .

Произведя необходимые сокращения и преобразования, получим

tgφn = sinφ / cosφ = tgφ , откуда φ = φn. (9)

Таким образом, для сыпучего грунта в рыхлом состоянии угол с горизонтом свободно отсыпанного откоса (угол соответственного откоса) оказывается равным углу внутреннего трения.

В естественных условиях угол φ определяют прямым замером, например при отсыпке грунта в конус; в лабораторных условиях для этой цели применяют приборы. Один из наиболее удачных приборов создал В. Г. Науменко. Угол φ грунта в сухом и затопленном состоянии измеряется по откосу, остающемуся после удаления избыточных масс грунта. Для правильного определения угла естественного откоса это условие является решающим. Преимущество этого прибора заключается в независимости результатов опыта от индивидуальных особенностей лаборанта, в частности, при проведении опыта под водой.

В заключение отметим, что равенство угла естественного откоса углу внутреннего трения грунта верно лишь для грунтов, полностью лишенных связности и сцепления. Более крутые откосы у других грунтов являются прямым следствием проявления сил сцепления и связности, и в этих условиях зависимость (9) теряет практический смысл. По этой причине нельзя определять угол внутреннего трения влажных песков и тем более глинистых грунтов по углу естественного откоса в условиях лабораторных опытов.

Для средних условии расчетный угол внутреннего трения:

1) для песков можно принимать φ =30°;

2 минимальное значение угла внутреннего трения гравийно-галечнико-вых грунтов при рыхлом их сложении и невысоких напряжениях обычно составляет φ = 40 а и несколько выше; при плотном сложении (n = 20%) он может достигать φ =50 о —55 о .

3) зернистые грунты в толще коренных пород обладают обычно некоторой связностью (уплотненные пески) за счет слабой цементации. Угол внутреннего трения у этих песков находится в пределах φ = 30—35 о . В природном состоянии такие грунты залегают плотно и надежно устойчиво.

Откосы котлована и траншей

Ландшафтный дизайн

Производство земляных работ: Откосы котлована и траншеи.

Согласно СП 104-34-96:

3.7. Траншеи с вертикальными стенками могут разрабатываться без крепления в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на глубину (м):

  • в насыпных песчаных и гравелистых грунтах……… не более 1;
  • в супесях……………………………………………………………… не более 1,25;
  • в суглинках и глинах……………………………………………. не более 1,5;
  • в особо плотных нескальных грунтах…………………… не более 2.

При разработке траншей большой глубины необходимо устраивать откосы различного заложения в зависимости от состава грунта и его влажности (табл. 1).

Допустимая крутизна откосов траншей

ГрунтОтношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м
до 1,5до 3,0до 5,0
Насыпной естественной влажности1 : 0,671 : 11 : 1,25
Песчаный и гравийный влажный (ненасыщенный)1 : 0,501 : 11 : 1
Супесь1 : 0,251 : 0,671 : 0,85
Суглинок1 : 01 : 0,501 : 0,75
Глина1 : 01 : 0,251 : 0,50
Лессовидный сухой1 : 01 : 0,501 : 0,50
Скальные на равнине1 : 0,21 : 0,21 : 0,2

Откосы котлована.

Угол естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.

Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению:

m – коэффициент откоса.

Источник: Сборник вспомогательных материалов для разработки пособия по рекультивации земель, нарушаемых в процессе разработки карьеров и строительства автомобильных дорог

3.30. Углы естественного откоса грунтов

ГрунтОтносительная влажность грунта
сухойвлажныймокрый
градусыотношение высоты к заложениюградусыотношение высоты к заложениюградусыотношение высоты к заложению
12345б7
Галька351:1,5451:1251:2,25
Гравий401:1,25401:1,25351:1,5
Глина жирная451:1351:1,5151:3,75
Грунт насыпной351:1,5451:1271:2
Грунт растительный401:1,25351:1,5251:2,25
Песок крупный301:1,75321:1,5271:2
Песок средний281:2351:1,5251:2,25
Песок мелкий251:2,25301:1,75201:2,75
Суглинок легкий401:1,25301:1,75201:2,75
Суглинок, глина легкая501:0,75401:1,25301:1,75
Песок с гравием и галькой351:1,5401:1,25301:1,75
Супесь полутвердая401:1,25301:1,75151:3,5
Щебень401:1,25451:1
Каменная наброска401:1,25451:1

3.31. Углы естественного откоса пород (вразрыхленном состоянии)

ПородыУгол естественного откоса, град, для породы
сухойвлажноймокрой
1234
Растительная земля403525
Песок крупный30-3532-4025-27
Песок средний28-303525
Песок мелкий2530-3515-20
Суглинок40-5035-4025-30
Глина жирная40-453515-20
Гравий35-403530
Торф без корней402515
Скальные45-60

Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован свободным откосом сыпучего материала с горизонтом в состоянии равновесия.

Поведение зерна как сыпучего материала

Зерновые, семена масличных культур, побочные продукты и заменители имеют определенные физические и механические свойства, и их поведение как сыпучей массы зависит от свободы истечения, размера и формы частиц, плотности, угла естественного откоса, внутреннего и внешнего трения, сцепляемости, влажности, электрического заряда и т. п.

По законам физики, в обычных условиях любое вещество существует в определенном состоянии, например, в газообразном, жидком или твердом. Газообразное состояние не обсуждается в этой главе, однако оно будет рассмотрено в разделе, посвященном взрывам пыли. Ниже перечисляются основные различия между веществом в жидком и твердом состоянии.

1. Статическое давление на жидкость передается одинаково во всех направлениях в отличие от твердого вещества, где давление передается только в одном направлении.

2. В отличие от жидкости твердое вещество оказывает сопротивление поперечной силе при скольжении.

3. При выгрузке на горизонтальную поверхность сыпучая масса образует конус с углом естественного откоса. Жидкость, вылитая на горизонтальную поверхность, образует лужу с углом естественного откоса, равным нулю.

4. Твердое вещество при сжатии сохраняет свою форму и силу сцепления.

Таким образом, основные характеристики массы гранулированного продукта представляют собой сочетание характеристик жидкости и твердого тела, т. е. «полужидкость».

Фактически гранулированные продукты упруги и обладают пластической деформацией. Они, подобно жидкости, приобретают форму емкости, в которой хранятся. Но в то же время гранулированные продукты — твердые вещества, так как образуют угол естественного откоса при высыпании продукта на горизонтальную ровную плоскость. Величина их прочности сцепления располагается между обладающим большей сцепляемостью твердым телом и жидкостью, характеризующейся меньшей сцепляемостью.

При исследовании физико-механических свойств гранулированных сыпучих материалов их представляют как комплекс очень большого числа мелких твердых частиц, которые могут перемещаться относительно друг друга и таким образом образовывать сыпучую массу.

Характер истечения

Идеальный гранулированный сыпучий продукт состоит из круглых или многоугольных, взаимно не связанных частиц, которые перемещаются под влиянием силы тяжести. Этот процесс называют характером истечения продукта.

Наиболее показательным методом иллюстрации этого гравитационного потока является использование прозрачного бункера, в который засыпают различные окрашенные горизонтальные слои одинакового продукта.

Продукты с отличной сыпучестью характеризуются как легкосыпучие, и к ним относятся классические виды зерна — пшеница, кукуруза, семена сои и ячмень.

Сыпучие продукты с менее благоприятным характером истечения называют трудносыпучими; к ним относятся такие, как тапиока, соевый шрот, копра и различные гранулированные сыпучие продукты.

У продуктов, обладающих хорошей сыпучестью, силы притяжения входящих в их состав компонентов незначительны, поэтому сыпучую массу можно легко побуждать к истечению под действием силы тяжести, даже если она была подвергнута уплотнению. При истечении такие материалы разделяются на отдельные частицы. В общем, продукты, обладающие хорошей сыпучестью, представляют мало проблем, связанных с выбором и проектированием разгрузочной системы. У трудносыпучих продуктов силы сцепления между частицами достаточно высоки и препятствуют свободному истечению; при истечении таких продуктов образуются комки. Это сопротивление истечению может привести к многочисленным проблемам, например, проблеме загрузки, закупорки самотеков, сводообразования. Следовательно, свойства истечения продуктов определяют тип системы транспортировки и ее компонентов.

Размер и форма частиц

Истечение сыпучего материала также зависит от вторичной подвижности отдельных частиц в процессе их перемещения.

В этом контексте очень важны форма и размер отдельных частиц и их внутреннее трение. Из-за свободного пространства вокруг частиц правильной формы или скважистости («пустот») их укладка не может быть такой, чтобы между ними образовалась механическая связь, и, следовательно, не может быть препятствий свободному движению какой-либо частицы по отношению к соседним. А между частицами неправильной формы или смесью больших и маленьких частиц (пыль) может быть сцепление, которое, следовательно, оказывает влияние на характер истечения.

Размер частиц сыпучего материала, состоящего из частиц одного размера и правильной формы, легко установить, взяв за основу самый большой линейный размер. Однако нередко частицы, составляющие основную массу сыпучего продукта, отличаются по размеру и форме. Это значительно затрудняет получение одной величины, которая бы описывала размеры частиц. Для частиц неправильной формы длина, толщина и диаметр имеют небольшое значение, так как для каждой частицы можно определить очень много различных величин. Чтобы представить размер частицы неправильной формы одним показателем, наиболее часто используют «средний размер». Однако опыт показал, что частицы различного размера одного продукта, которые имеют одинаковый «средний размер», могут проявлять совершенно различные характеристики при обработке и транспортировке. Имеется много методов определения размеров частиц конкретного продукта. К ним относятся как простой метод механического просеивания, который, вероятно, является наиболее эффективным, так и седиментационные методы и сложные методы оптической микроскопии.

В общем, сыпучие продукты, не содержащие частиц размером менее 0,25 мм, могут рассматриваться как несвязанные, легкосыпучие продукты. Частицы продукта более крупного размера без частиц меньшего размера, действующих в качестве связующих компонентов, имеют тенденцию вести себя пассивно и не создают препятствий. Другими словами, характеристики истечения сыпучего продукта в основном определяются содержанием в нем мелких частиц.

Плотность и объемная плотность

Знание объемной плотности существенно для определения нескольких важных показателей при проектировании системы хранения. Плотность гранулированного продукта представляет собой плотность, определенную без учета влияния любого сжатия продукта. Это положение имеет место, например, при плотной укладке гранулированного продукта в небольшом контейнере. Очевидно, что объемная плотность зависит от состояния материала, т. е. плотности частиц, формы частиц и от укладки или расположения частиц относительно друг друга. Однако со временем в результате переориентации или оседания воздух выходит из сыпучей массы, уменьшается объем, занимаемый данной массой, и увеличивается объемная плотность. Ее величина может быть на 20 % больше, чем обычная плотность.

Для определения объемной плотности известное количество продукта осторожно насыпают в мерный цилиндр и измеряют объем. Это будет объемная плотность сыпучего продукта в разрыхленном состоянии. Если постучать основанием цилиндра по столу 12 раз, то можно получить объемную плотность осевшей сыпучей массы путем деления массы образца на новый объем. Увеличение плотности укладки продукта обычно снижает способность продукта к истечению. При проектировании силосов необходимо учитывать эту повышенную объемную плотность; «средняя плотность» представляет собой величину между максимальной плотностью в нижнем слое и минимальной плотностью в верхнем слое.

Угол естественного откоса

При истечении гранулированного продукта через небольшое отверстие на ровную горизонтальную поверхность он будет накапливаться в виде конуса. Угол между горизонталью и образующей этого конуса называют углом естественного откоса. Каждый продукт имеет свой угол естественного откоса, например, пшеница — 25°, овес — 27°, кукуруза — 27° и ячмень — 28°.

Угол естественного откоса — полезный показатель способности продукта к истечению; обычно чем меньше угол естественного откоса, тем легче истечение продукта. Необходимо учитывать, что, хотя угол естественного откоса не является основным свойством сыпучего продукта с точки зрения его способности к истечению, он служит характеристикой продукта, используемой при проектировании системы хранения. Можно принимать во внимание следующие величины угла естественного откоса (град):

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector