Determinarea unghiului de repaus al solului nisipos. Unghiurile de repaus ale solurilor și raportul dintre înălțimea pantei și fundația Unghiul de repaus depinde de
Dispoziții generale
Scopul și tipurile de terasamente
Volumul lucrărilor de terasamente este foarte mare, este disponibil în timpul construcției oricărei clădiri și structuri. Lucrările de pământ reprezintă 10% din intensitatea totală a muncii în construcții.
Se disting următoarele tipuri principale de terasamente:
Aspectul site-ului;
Groapă și tranșee;
Straturi de drum;
Baraje;
Canale etc.
Lucrările de pământ sunt împărțite în:
Permanent;
Temporar.
Constantele includ gropi, șanțuri, terasamente, săpături.
Cerințe pentru terasamente permanente:
Trebuie să fie durabil, adică rezista la sarcini temporare și permanente;
durabil;
Rezistență bună la influențele atmosferice;
Rezistență bună la acțiunea erozivă;
Trebuie să fie infailibil.
Proprietățile de bază ale clădirii și clasificarea solului
Solul se numește roci care apar în straturile superioare ale scoarței terestre. Acestea includ: sol vegetal, nisip, lut nisipos, pietriș, argilă, lut asemănător loessului, turbă, diverse soluri stâncoase și nisip mișcător.
În funcție de dimensiunea particulelor minerale și de interconexiunea lor, se disting următoarele soluri :
Conectat - lut;
Necoezive - soluri nisipoase și afanate (în stare uscată), cu granulație grosieră, necimentate, care conțin mai mult de 50% (în greutate) fragmente de roci cristaline mai mari de 2 mm;
Stâncoase - roci magmatice, metamorfice și sedimentare cu o legătură rigidă între boabe.
Principalele proprietăți ale solurilor care afectează tehnologia de producție, intensitatea forței de muncă și costul lucrărilor de terasament includ:
Greutate în vrac;
Umiditate;
Încețoșare
Ambreiaj;
slăbiciune;
Unghiul de repaus;
Masa volumetrică este masa a 1 m3 de sol în stare naturală într-un corp dens.
Densitatea în vrac a solurilor nisipoase și argiloase este de 1,5 - 2 t/m3, solurile stâncoase nu se afânează până la 3 t/m3.
Umiditate - gradul de saturație a porilor solului cu apă
g b - g c - masa solului înainte și după uscare.
La umiditate de până la 5% - solurile sunt numite uscate. Cu un conținut de umiditate de 5 până la 15%, solurile sunt numite umiditate scăzută. La umiditate de la 15 la 30% - solurile sunt numite umede.
Cu un conținut de umiditate de peste 30%, solurile sunt numite umede.
Coeziunea este rezistența inițială a solului la forfecare.
Forța de aderență a solului: - soluri nisipoase 0,03 - 0,05 MPa - soluri argiloase 0,05 - 0,3 MPa - soluri semi-stâncoase 0,3 - 4 MPa - soluri stâncoase peste 4 MPa.
În solurile înghețate, forța de aderență este mult mai mare.
Relaxare- aceasta este capacitatea solului de a crește în volum în timpul dezvoltării, datorită pierderii comunicării dintre particule. Creșterea volumului solului se caracterizează prin coeficientul de afânare K p. După compactarea solului afânat se numește afânare reziduală K op.
Unghiul de repaus caracterizată prin proprietățile fizice ale solului. Valoarea unghiului de repaus depinde de unghiul de frecare internă, de forța de aderență și de presiunea straturilor de deasupra. În absența forțelor de aderență, unghiul limitator de repaus este egal cu unghiul de frecare internă. Abruptul pantei depinde de unghiul de repaus. Abruptul pantelor tăierilor și terasamentelor este caracterizat de raportul dintre înălțime și fundație 
m este factorul de pantă.
Unghiurile de repaus ale solurilor și raportul dintre înălțimea pantei și fundația
| soluri | Valoarea unghiurilor de repaus și raportul dintre înălțimea pantei și începutul acesteia la diferite umiditate a solului | |||||
| Uscat | Umed | Umed | ||||
| Unghi în grade | Unghi în grade | Raportul înălțime la așezare | Unghi în grade | Raportul înălțime la așezare | ||
| Lut | 1: 1 | 1: 1,5 | 1: 3,75 | |||
| Loam mediu | 1: 0,75 | 1: 1,25 | 1: 1,75 | |||
| lut ușor | 1: 1,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Nisip cu granulație fină | 1: 2,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Nisip mediu | 1: 2 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| Nisip cu granulație grosieră | 1: 1,75 | 1: 1,6 | 1: 2 | |||
| sol de plante | 1: 1,25 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| sol în vrac | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2 | |||
| Pietriş | 1: 1,25 | 1: 1,25 | 1: 1,5 | |||
| Pietriș | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2,25 |
Eroziunea solului– antrenarea particulelor prin curgerea apei. Pentru nisipurile fine, viteza maximă a apei nu trebuie să depășească 0,5-0,6 m/s, pentru nisipurile grosiere 1-2 m/s, pentru solurile argiloase 1,5 m/s.
Unghiul de repaus
Unghiul de repaus
Unghiul de repaus- unghiul format de suprafața liberă a masei de rocă liberă sau a altui material în vrac cu un plan orizontal. Uneori poate fi folosit termenul „unghi de frecare internă”.
Particulele de material situate pe suprafața liberă a terasamentului experimentează o stare de echilibru critic (limitator). Unghiul de repaus este legat de coeficientul de frecare și depinde de rugozitatea boabelor, de gradul de umiditate a acestora, de distribuția dimensiunii particulelor și de forma, precum și de greutatea specifică a materialului.
În funcție de unghiurile de repaus, se determină unghiurile maxime admisibile ale taluzelor și lateralelor carierelor, terasamentelor, haldelor și piloților. unghiul de repaus al diferitelor materiale
Lista diferitelor materiale și unghiul lor de repaus. Datele sunt aproximative.
| Material (condiții) | Unghiul de repaus(grade) |
|---|---|
| Frasin | 40° |
| Asfalt (zdrobit) | 30-45° |
| Scoarță (deșeuri de lemn) | 45° |
| Tărâţe | 30-45° |
| Cretă | 45° |
| Argila (bucata uscata) | 25-40° |
| Argilă (săpătură umedă) | 15° |
| seminte de trifoi | 28° |
| Nucă de cocos (mărunțită) | 45° |
| boabe de cafea (proaspete) | 35-45° |
| Pământ | 30-45° |
| făină (grâu) | 45° |
| Granit | 35-40° |
| Pietriș (vrac) | 30-45° |
| Pietriș (natural cu nisip) | 25-30° |
| Malţ | 30-45° |
| Nisip (brut) | 34° |
| Nisip (cu apă) | 15-30° |
| Nisip (umed) | 45° |
| grâu uscat | 28° |
| porumb uscat | 27° |
Vezi si
Note
Fundația Wikimedia. 2010 .
Vedeți ce este „Unghiul de odihnă” în alte dicționare:
unghiul de repaus- Unghiul limitativ format de panta liberă a solului afânat cu un plan orizontal, la care nu există o încălcare a stării stabile [Dicționar terminologic pentru construcție în 12 limbi (VNIIIS Gosstroy al URSS)] unghi ... . .. Manualul Traducătorului Tehnic
Unghiul maxim de înclinare al pantei, pliat de gp, la care sunt în echilibru, adică nu se sfărâmă, nu se târâie. Depinde de compoziția și starea așezărilor care alcătuiesc versantul, conținutul lor de apă, iar pentru așezările argiloase, înălțimea versantului. geologice… Enciclopedia Geologică
Unghiul de repaus (natural).- (Böschungswinkel) - unghiul față de orizontală, format atunci când se toarnă materialul în vrac. [STB EN1991 1 1 20071.4] Titlu termen: General, substituenți Titluri Enciclopedie: Echipamente abrazive, Abrazive, Drumuri … Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție
unghiul de repaus- Abruptul ultim al taluzului, la care depozitele afânate care o compun sunt în echilibru (nu se sfărâmă). Sin.: panta naturala... Dicţionar de geografie
unghiul de repaus- 3,25 unghi de repaus: Unghiul format de generatoarea pantei cu suprafata orizontala la varsarea materialului liber (sol) si apropiat de valoarea unghiului acestuia de frecare interna. Sursă … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
unghiul invers- unghiul la care panta neîntărită a solului nisipos încă menține echilibrul, sau unghiul la care se află nisipul turnat liber. U.e.o. determinată în stare uscată la aer și sub apă... Dicționar de hidrogeologie și geologie inginerească
unghiul de repaus- unghiul de la baza conului, format la turnarea liberă a materialului vrac pe plan orizontal; caracterizează fluiditatea acestui material; Vezi și: Unghiul de contact Unghiul de contact ... Dicţionar Enciclopedic de Metalurgie
Unghiul limitativ format dintr-o pantă liberă de sol afânat cu un plan orizontal, la care nu există nicio încălcare a stării stabile (bulgară; bulgară) ъгъл pe o pantă naturală (cehă; Čeština) úhel přirozeného… … Dicționar de construcții
Dicționar ecologic
PANTA SOLULUI- (sol) unghiul cel mai mare posibil pe care îl formează cu o suprafață orizontală o pantă stabilă a unui terasament de sol uscat (sol), sau sol umed (sol) sub apă. Dicționar ecologic, 2001 Unghiul de repaus al solului (solului) ... ... Dicționar ecologic
Unghiul de repaus al solului este cea mai mare valoare a unghiului care formează cu planul orizontal suprafața solului, turnat fără șocuri; tremurături și vibrații.
Unghiul de repaus depinde de rezistența la forfecare a solului. Pentru a stabili această dependenţă, să ne imaginăm un corp de sol disecat de un plan a - a, înclinat faţă de orizont sub un unghi a (Fig. 22).
O parte a solului de deasupra planului a - a, considerată ca un singur masiv, poate rămâne în repaus sau se poate mișca sub acțiunea forței P - greutatea proprie și impactul structurii ridicate asupra acestuia.
Descompunem P în două forțe: N \u003d P cos a, îndreptată în mod normal către planul a - a, și forța T \u003d P sin a, paralelă cu planul a - a. Forța T tinde să miște piesa tăiată, care este reținută de forțele de coeziune și frecare în planul a - a.
În starea de echilibru limită, când forța tăietoare este echilibrată de rezistența de frecare și aderență, dar când nu există încă o deplasare, egalitatea 26 este satisfăcută, adică T = N tg f + CF.
În solurile argiloase, forfecarea este contracarată în principal de coeziune.
În nisipul uscat aproape nu există coeziune iar starea de echilibru limită se caracterizează prin relația T = N tg f. Înlocuind valorile lui N și T, obținem P sin a \u003d P cos a tg f sau tg a \u003d tg f și a \u003d f, adică unghiul a corespunde unghiului de frecare internă a solului f în starea de echilibru limită a unui șir de sol necoeziv.
Determinarea unghiului de repaus al nisipului este prezentată în fig. 23. Unghiul de repaus al nisipului este determinat de două ori - pentru starea de umiditate naturală și sub apă. Pentru a face acest lucru, pământul nisipos este turnat într-un vas dreptunghiular de sticlă, așa cum se arată în Fig. 23, a. Apoi vasul este înclinat la un unghi de cel puțin 45° și revenit cu grijă în poziția inițială (Fig. 23b). În continuare, se determină unghiul a dintre panta formată a solului nisipos și orizontală; mărimea unghiului a poate fi judecată după raportul hl, egal cu tg a.
În ultimii ani, au fost propuse o serie de noi metode pentru a determina caracteristicile rezistenței la forfecare a solului: conform testării solului în stabilometre (vezi Fig. 11), prin apăsarea unei ștampile cu bile în sol (Fig. 24), în mod similar cu determinarea durităţii după Brinell şi alţii.
Testarea solului prin metoda testului cu bile (Fig. 24) constă în măsurarea tasării bilei S sub acţiunea unei sarcini constante p.
Valoarea coeziunii echivalente a solului este determinată de următoarea formulă:
unde P este sarcina totală aplicată
D - diametrul mingii, cm;
S - tirajul mingii, vezi
Valoarea de aderență ssh ia în considerare nu numai forțele de aderență ale solului, ci și frecarea internă.
Pentru a determina aderența specifică c, valoarea lui csh se înmulțește cu coeficientul K, care depinde de unghiul de frecare internă φ (grade).
În ultimii ani s-a aplicat în teren metoda testului cu minge. În acest caz, se folosesc matrițe emisferice de până la 1 m în dimensiune (Fig. 25).
Caracteristicile de forfecare f și c se numesc caracteristici de rezistență și precizia determinării lor este de mare importanță atunci când se calculează fundațiile structurilor din punct de vedere al rezistenței și stabilității.
Unghiul de repaus φ, grade, este unghiul la care panta neîntărită a solului nisipos menține echilibrul sau unghiul de înclinare a suprafeței solului turnat liber față de planul orizontal.
Determinarea unghiului de repaus este importantă în proiectarea structurilor de pământ: baraje de umplere și umplere, terasamente de drum, baraje de terasament, decantare, precum și pentru evaluarea stabilității taluzelor naturale și pentru realizarea măsurilor de consolidare a acestora.
În acele cazuri în care rezistența la forfecare a particulelor este determinată numai de forțele de frecare.Unghiul de repaus coincide cu unghiul de frecare internă. {φ = φo). Cu toate acestea, în soluri reale, rezistența la forfecare „depinde nu numai de forțele de frecare, ci și de angajarea particulelor și de alți factori care afectează φ, adică
Unde φ p,- componentă datorată frecării; φ L - la fel, din cauza logodnei; φ cu - la fel, datorită forfecării particulelor.
Componentă φ T depinde de compoziția minerală a particulelor, de prezența peliculelor de suprafață etc., φ L - asupra rugozității suprafeței și a densității de ambalare a particulelor și φ cu - asupra rotunjimii și formei particulelor de sol. Prin urmare, valorile φ și φ o de obicei diferă, mai ales pentru nisipurile dense și eterogene. Cu toate acestea, unghiul de natural de la
tresă φ o este o caracteristică ușor de determinat și convenabil a rezistenței solurilor necoezive. Metoda este utilizată numai pentru o determinare aproximativă a mărimii frecării interne a solurilor afânate - nisipuri pure. În nisipurile curate, aproximativ valoarea unghiului de frecare internă corespunde unghiului de repaus, t. unghiul la care panta neîntărită a solului nisipos este stabilă.
Unghiul de repaus este determinat pe dispozitivul UVT (Fig. 8.44), care constă dintr-o masă metalică pentru paleți, un suport și un rezervor. Paletul este montat pe suporturi trex si perforat cu gauri cu diametrul de 0,8 ... 1,0 mm pentru a satura nisipul cu apa. Cantarul, montat in centrul mesei de paleti, are diviziuni de la 5° la 45°, care determina unghiul de panta.
Orez. 8.44. Dispozitiv pentru determinarea unghiului de repaus al solurilor nisipoase: o diagramă a dispozitivului: 1 rezervor: 2 capac rezervor: 3 clemă: 4 masă: 5 fund perforat: 6 - scară: 7 - suport: b - vedere generală a aparatelor
Determinarea unghiului de repaus în stare uscată la aer . Pe masă este instalată o clemă, în care se toarnă nisip prin pâlnie până când se umple, atingând ușor clema. Cu grijă, încercând să nu împrăștie nisip, ridică clema pe verticală și, în vârful conului de nisip format, fac o citire pe scară.
Experimentul se repetă de 3 ori și se calculează media aritmetică. Discrepanța dintre determinările repetate nu trebuie să depășească 1 grad.
Determinarea unghiului de repaus al nisipului sub apă . După umplerea cuștii cu nisip, rezervorul este umplut cu apă, iar după ce proba este complet saturată, se determină unghiul de repaus.
Pentru a prealoca pante gropi și cariere, se recomandă să se ghideze după valorile unghiurilor apropiate de unghiurile de repaus natural al solului (Tabelul 8.61).
Tabelul 8.61
Unghiul de repaus al solurilor în vrac
Unghiul de repaus (#>") al solurilor necoezive este afectat de uniformitatea compoziției lor granulometrice: solurile monodisperse au o valoare mare φо, decât solurile polidisperse cu aceeași compoziție minerală. Acest lucru se explică prin faptul că în amestec, particulele mici umplu golurile dintre cele mari, ceea ce facilitează amestecarea acestora de-a lungul suprafeței pantei.
Prezența lichidelor în sol are o mare influență asupra frecării dintre particulele de sol afânat, a căror prezență reduce φ. În solurile nisipoase necoezive, umiditatea afectează semnificativ unghiul de frecare internă. Pe măsură ce conținutul de umiditate al nisipului crește până la capacitatea moleculară maximă a apei, valoarea lui φ despre scade în mod natural datorită scăderii treptate a frecării și atinge un minim la capacitatea moleculară maximă de umiditate. O creștere suplimentară a conținutului de umiditate al nisipului duce la formarea conectivității capilare între particule; din aceasta cauza, unghiul de frecare interna incepe sa creasca si atinge un maxim la umiditatea capacitatii capilare, cand fortele de atractie capilara intre particule sunt cele mai mari. Creșterea ulterioară a umidității nisipului reduce conectivitatea capilară, frecarea la contactele particulelor scade, iar unghiul de frecare internă scade treptat, atingând o valoare minimă în starea de saturație completă cu apă a nisipului.
Unghiul de repaus- acesta este cel mai mare unghi care poate fi format de o pantă de turnat liber solîn echilibru cu un plan orizontal.
Unghiul de repaus depinde de distribuția dimensiunii particulelor și de forma particulelor. Pe măsură ce granulația scade, unghiul de repaus devine mai plat.
În stare uscată la aer, unghiul de repaus al solului nisipos este de 30-40°, sub apă - 24-33°. Pentru solurile necoezive (afanate), unghiul de repaus nu depășește unghiul de frecare internă
Pentru a determina unghiul de repaus al solului nisipos în stare uscată la aer, se utilizează dispozitivul UVT ( orez. 9.11, 9.12), sub apă - VIA ( orez. 9.13).
Conform orez. 9.12 când cutia este înclinată, nisipul se sfărâmă și, afânându-se, formează o pantă cu un unghi care poate fi determinat cu un raportor sau prin formula
Conceptul de unghiul de repaus se aplică numai solurilor uscate afanate, iar pentru solurile argiloase coezive își pierde orice semnificație, deoarece în acestea din urmă depinde de conținutul de umiditate, înălțimea pantei și sarcina pantei și poate varia de la 0 la 90 °.
Orez. 9.11. Dispozitiv UVT-2: 1 - scară; 2 - rezervor; 3 - masa de masurat; 4 - clip; 5 - suport; 6 - proba de nisip
Orez. 9.12. Determinarea unghiului de repaus prin rotirea recipientului (a) și îndepărtarea lent a plăcii (b): A - axa de rotație a recipientului
Orez. 9.13. Dispozitiv VIA: 1 - cutie VIA; 2 - proba de nisip; 3 - recipient cu apă; 4 - raportor; 5 - axa de rotație; 6- piezometru; 7- trepied
În timpul dezvoltării și contracției slăbitului sol tăieturile şi terasamentele formează versanţi naturali de diverse abrupte. Cea mai mare abruptă a pantelor plate de terasamente, șanțuri și gropi, aranjate fără elemente de fixare, trebuie luată în funcție de fila. 9.2. La asigurarea abruptului natural al versanților se asigură stabilitatea terasamentelor de pământ și a săpăturilor.
Tabelul 9.2. Cea mai mare abruptă a pantelor de șanțuri și gropi, grindină.
| soluri | Abruptul pantei la adâncimea excavației, m (raportul dintre înălțime și fundație) | ||
| 1,5 | 3,0 | 5,0 | |
| Vrac neconsolidat | 56(1:0,67) | 45(1:1) | 38(1:1,25) |
| Nisip și pietriș ud | 63(1:0,5) | 45(1:1) | 45(1:1) |
| Lut: | |||
| lut nisipos | 76(1:0,25) | 56(1:0,67) | 50(1:0,85) |
| lut | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 53 (1:0,75) |
| lut | 90(1:0) | 76(1:0,25) | 63(1:0,5) |
| Loess și loess-like dry | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 63(1:0,6) |
| Morenă: | |||
| nisipos, nisipos | 76(1:0,25) | 60(1:0,57) | 53 (1:0,75) |
| argilos | 78(1:0,2) | 63(1:0,5) | 57(1:0,65) |
Pantele terasamentelor structurilor permanente sunt executate mai blând decât versanții săpăturilor.