Stanovenie sypného uhla piesočnatej pôdy. Sypné uhly zeminy a pomer výšky svahu k základu Uhol sypania závisí od
Všeobecné ustanovenia
Účel a druhy zemných prác
Objem zemných prác je veľmi veľký, je k dispozícii pri výstavbe akejkoľvek budovy a konštrukcie. Zemné práce tvoria 10 % z celkovej náročnosti prác v stavebníctve.
Rozlišujú sa tieto hlavné typy zemných prác:
Rozloženie stránky;
Jamy a zákopy;
Cestné podložky;
priehrady;
Kanály atď.
Zemné práce sa delia na:
Trvalé;
Dočasné.
Medzi konštanty patria jamy, priekopy, násypy, výkopy.
Požiadavky na trvalé zemné práce:
Musí byť odolný, t.j. odolávať dočasnému a trvalému zaťaženiu;
udržateľný;
Dobrá odolnosť voči atmosférickým vplyvom;
Dobrá odolnosť voči erozívnym účinkom;
Musí byť neomylný.
Základné stavebné vlastnosti a klasifikácia pôd
Pôda sa nazýva horniny vyskytujúce sa v horných vrstvách zemskej kôry. Patria sem: zeleninová zemina, piesok, piesočnatá hlina, štrk, íl, hlina podobná spraši, rašelina, rôzne skalnaté pôdy a pohyblivý piesok.
Podľa veľkosti minerálnych častíc a ich vzájomného prepojenia sa rozlišujú nasledovné pôdy :
Pripojená - hlina;
Nesúdržné - piesčité a sypké (v suchom stave), hrubozrnné necementované pôdy obsahujúce viac ako 50 % (hmotn.) úlomkov kryštalických hornín väčších ako 2 mm;
Skalnaté - vyvreté, premenené a sedimentárne horniny s pevným spojením medzi zrnami.
Medzi hlavné vlastnosti zemín, ktoré ovplyvňujú technológiu výroby, prácnosť a cenu zemných prác patrí:
Objemová hmotnosť;
vlhkosť;
Rozmazanie
Spojka;
nepresnosť;
Uhol odpočinku;
Objemová hmotnosť je hmotnosť 1 m3 pôdy v jej prirodzenom stave v hustom telese.
Objemová hmotnosť piesčitých a hlinitých pôd je 1,5 - 2 t/m3, skalnaté pôdy sa do 3 t/m3 nekyprí.
Vlhkosť - stupeň nasýtenia pórov pôdy vodou
g b - g c - pôdna hmota pred a po vysušení.
Pri vlhkosti do 5% - pôdy sa nazývajú suché. S obsahom vlhkosti 5 až 15% sa pôdy nazývajú nízkovlhké. Pri vlhkosti od 15 do 30% - pôdy sa nazývajú mokré.
S obsahom vlhkosti viac ako 30% sa pôdy nazývajú mokré.
Súdržnosť je počiatočná odolnosť pôdy voči šmyku.
Sila adhézie pôdy: - piesčité pôdy 0,03 - 0,05 MPa - ílovité pôdy 0,05 - 0,3 MPa - poloskalnaté pôdy 0,3 - 4 MPa - skalnaté pôdy nad 4 MPa.
V zamrznutých pôdach je sila adhézie oveľa väčšia.
Nepresnosť- ide o schopnosť pôdy zväčšovať svoj objem počas vývoja v dôsledku straty komunikácie medzi časticami. Zväčšenie objemu pôdy charakterizuje koeficient kyprenia K p. Po zhutnení prekyprenej pôdy sa nazýva zvyškové kyprenie K op.
Uhol odpočinku charakterizované fyzikálnymi vlastnosťami pôdy. Hodnota sypného uhla závisí od uhla vnútorného trenia, adhéznej sily a tlaku nadložných vrstiev. Pri absencii adhéznych síl sa medzný uhol násypu rovná uhlu vnútorného trenia. Strmosť svahu závisí od uhla kľudu. Strmosť svahov zárezov a násypov je charakterizovaná pomerom výšky k základu 
m je faktor sklonu.
Uhly uloženia pôdy a pomer výšky svahu k základu
| pôdy | Hodnota sypných uhlov a pomer výšky svahu k jeho vzniku pri rôznej pôdnej vlhkosti | |||||
| Suché | Mokrý | Mokrý | ||||
| Uhol na stupne | Uhol na stupne | Pomer výšky a položenia | Uhol na stupne | Pomer výšky a položenia | ||
| Hlina | 1: 1 | 1: 1,5 | 1: 3,75 | |||
| Hlinená stredná | 1: 0,75 | 1: 1,25 | 1: 1,75 | |||
| Ľahká hlina | 1: 1,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Jemnozrnný piesok | 1: 2,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Stredný piesok | 1: 2 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| Piesok hrubozrnný | 1: 1,75 | 1: 1,6 | 1: 2 | |||
| rastlinná pôda | 1: 1,25 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| hromadná pôda | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2 | |||
| štrku | 1: 1,25 | 1: 1,25 | 1: 1,5 | |||
| Pebble | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2,25 |
Erózia pôdy– strhávanie častíc prúdiacou vodou. Pre jemné piesky by najvyššia rýchlosť vody nemala presiahnuť 0,5-0,6 m/s, pre hrubé piesky 1-2 m/s, pre hlinité pôdy 1,5 m/s.
Uhol odpočinku
Uhol odpočinku
Uhol odpočinku- uhol, ktorý zviera voľný povrch voľnej horniny alebo iného sypkého materiálu s horizontálnou rovinou. Niekedy sa môže použiť výraz "uhol vnútorného trenia".
Častice materiálu nachádzajúce sa na voľnom povrchu násypu zažívajú stav kritickej (obmedzujúcej) rovnováhy. Sypný uhol súvisí s koeficientom trenia a závisí od drsnosti zŕn, stupňa ich vlhkosti, distribúcie veľkosti častíc a tvaru, ako aj špecifickej hmotnosti materiálu.
Podľa sypných uhlov sa určujú maximálne prípustné uhly sklonov ríms a strán lomov, násypov, odvalov a hromád. sypný uhol rôznych materiálov
Zoznam rôznych materiálov a ich uhol uloženia. Údaje sú približné.
| Materiál (podmienky) | Uhol odpočinku(stupne) |
|---|---|
| Ash | 40° |
| Asfalt (drvený) | 30 až 45 °C |
| Kôra (drevný odpad) | 45° |
| Bran | 30 až 45 °C |
| Krieda | 45° |
| Hlina (suchý kúsok) | 25 až 40 °C |
| Hlina (mokrý výkop) | 15° |
| semená ďateliny | 28° |
| Kokos (strúhaný) | 45° |
| Kávové zrná (čerstvé) | 35 až 45 °C |
| Zem | 30 až 45 °C |
| Múka (pšeničná) | 45° |
| Žula | 35 až 40 °C |
| štrk (hromadný) | 30 až 45 °C |
| Štrk (prírodný s pieskom) | 25 až 30 °C |
| slad | 30 až 45 °C |
| Piesok (surový) | 34° |
| Piesok (s vodou) | 15 až 30 °C |
| Piesok (mokrý) | 45° |
| suchá pšenica | 28° |
| suchá kukurica | 27° |
pozri tiež
Poznámky
Nadácia Wikimedia. 2010.
Pozrite sa, čo je „Uhol odpočinku“ v iných slovníkoch:
uhol odpočinku- Limitný uhol tvorený voľným sklonom voľnej pôdy s horizontálnou rovinou, pri ktorej nedochádza k narušeniu stabilného stavu [Terminologický slovník pre stavbu v 12 jazykoch (VNIIIS Gosstroy ZSSR)] uhol ... . .. Technická príručka prekladateľa
Maximálny uhol sklonu svahu zložený pomocou gp, pri ktorom sú v rovnováhe, t.j. nedrobia sa, nelezú. Závisí od zloženia a stavu sídiel, ktoré svah tvoria, ich vodnatosti, pri ílovitých sídlach od výšky svahu. Geologické… Geologická encyklopédia
Uhol (prirodzeného) odpočinku- (Böschungswinkel) - uhol vzhľadom k horizontále, ktorý sa vytvorí pri sypaní sypkého materiálu. [STB EN1991 1 1 20071.4] Názov termínu: Všeobecné, zástupné symboly Záhlavia encyklopédie: Brúsne zariadenia, Brúsivá, Cesty … Encyklopédia pojmov, definícií a vysvetlení stavebných materiálov
uhol odpočinku- Konečná strmosť svahu, pri ktorej sú sypké usadeniny, ktoré ho tvoria, v rovnováhe (nerozpadajú sa). Syn.: prírodný svah… Geografický slovník
uhol odpočinku- 3,25 sypný uhol: Uhol, ktorý zviera tvoriaca čiara svahu s vodorovným povrchom pri výsype sypkého materiálu (zeminy) a blízky hodnote jeho uhla vnútorného trenia. Zdroj… Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie
UHOL ZPÁTKY- uhol, pod ktorým nespevnený svah piesočnatej pôdy ešte udržuje rovnováhu, alebo uhol, pod ktorým sa nachádza voľne sypaný piesok. U.e.o. stanovuje sa v suchom stave na vzduchu a pod vodou... Slovník hydrogeológie a inžinierskej geológie
uhol odpočinku- uhol pri základni kužeľa, vytvorený pri voľnom sypaní sypkého materiálu na vodorovnú rovinu; charakterizuje tekutosť tohto materiálu; Pozri tiež: Kontaktný uhol kontaktný uhol … Encyklopedický slovník hutníctva
Limitný uhol tvorený voľným sklonom voľnej pôdy s vodorovnou rovinou, pri ktorej nedochádza k narušeniu ustáleného stavu (bulharčina; bulharčina) ъгъл na prirodzenom svahu (česky; čeština) úhel přirozeného… … Stavebný slovník
Ekologický slovník
SVAH PÔDY- (pôda) najväčší možný uhol, ktorý s vodorovným povrchom zviera stabilný svah násypu suchej pôdy (pôdy), alebo mokrej pôdy (pôdy) pod vodou. Ekologický slovník, 2001 Uhol uloženia pôdy (pôdy) ... ... Ekologický slovník
Sypný uhol pôdy je najväčšia hodnota uhla, ktorý tvorí s vodorovnou rovinou povrch pôdy, nasypaný bez otrasov; chvenie a vibrácie.
Sypný uhol závisí od šmykovej odolnosti pôdy. Na stanovenie tejto závislosti si predstavme pôdne teleso členené rovinou a - a, sklonenou k horizontu pod uhlom a (obr. 22).
Časť zeminy nad rovinou a - a, uvažovaná ako jeden masív, môže zostať v pokoji alebo sa pohybovať pôsobením sily P - vlastnej hmotnosti a nárazu konštrukcie, ktorá je na ňu postavená.
P rozložíme na dve sily: N \u003d P cos a, smerujúce normálne k rovine a - a, a silu T \u003d P sin a, rovnobežnú s rovinou a - a. Sila T má tendenciu posúvať odrezanú časť, ktorá je držaná silami súdržnosti a trenia v rovine a - a.
V stave medznej rovnováhy, keď je šmyková sila vyvážená odporom trenia a adhézie, ale keď ešte nedochádza k posunu, je splnená rovnosť 26, teda T = N tg f + CF.
V ílovitých pôdach pôsobí proti šmyku najmä súdržnosť.
V suchom piesku nie je takmer žiadna súdržnosť a stav medznej rovnováhy charakterizuje vzťah T = N tg f. Nahradením hodnôt N a T získame P sin a \u003d P cos a tg f alebo tg a \u003d tg f a a \u003d f, t.j. uhol a zodpovedá uhlu vnútorného trenia pôdy f v stave medznej rovnováhy poľa nesúdržnej zeminy.
Určenie sypného uhla piesku je znázornené na obr. 23. Uhol sypania piesku sa určuje dvakrát - pre stav prirodzenej vlhkosti a pod vodou. Za týmto účelom sa piesčitá pôda naleje do sklenenej obdĺžnikovej nádoby, ako je znázornené na obr. 23, a. Potom sa nádoba nakloní pod uhlom aspoň 45° a opatrne sa vráti do pôvodnej polohy (obr. 23b). Ďalej sa určí uhol a medzi vytvoreným svahom piesočnatej pôdy a horizontálou; veľkosť uhla a možno posúdiť pomerom hl, rovným tg a.
V posledných rokoch bolo navrhnutých množstvo nových metód na zisťovanie charakteristík šmykovej odolnosti pôdy: podľa skúšania pôdy v stabilometroch (pozri obr. 11), zatlačením guľového razidla do pôdy (obr. 24), podobne ako napr. stanovenie tvrdosti podľa Brinella a iných.
Skúšanie pôdy metódou guľovej skúšky (obr. 24) spočíva v meraní sadania gule S pri pôsobení konštantného zaťaženia p.
Hodnota ekvivalentnej súdržnosti pôdy je určená nasledujúcim vzorcom:
kde P je celkové zaťaženie
D - priemer gule, cm;
S - loptový ťah, viď
Hodnota adhézie ssh zohľadňuje nielen adhézne sily pôdy, ale aj vnútorné trenie.
Na určenie špecifickej adhézie c sa hodnota csh vynásobí koeficientom K, ktorý závisí od uhla vnútorného trenia φ (deg).
V posledných rokoch sa v teréne uplatňuje metóda loptového testu. V tomto prípade sa používajú pologuľovité zápustky do veľkosti 1 m (obr. 25).
Šmykové charakteristiky f a c sa nazývajú pevnostné charakteristiky a presnosť ich určenia má veľký význam pri výpočte základov konštrukcií z hľadiska pevnosti a stability.
Uhol odpočinku φ, stupeň, je uhol, pod ktorým nevystužený svah piesočnatej pôdy udržuje rovnováhu alebo uhol sklonu povrchu voľne nasypanej pôdy k vodorovnej rovine.
Stanovenie sypného uhla je dôležité pri navrhovaní zemných konštrukcií: zásypy a výplne hrádzí, cestných násypov, násypových hrádzí, hlušiny, ako aj pri posudzovaní stability prirodzených svahov a pri vykonávaní opatrení na ich spevnenie.
V tých prípadoch, kde je šmyková odolnosť častíc určená iba trecími silami, sypný uhol sa zhoduje s uhlom vnútorného trenia {φ = φо). V skutočných pôdach však šmykový odpor „nezávisí len od trecích síl, ale aj od záberu častíc a iných faktorov, ktoré ovplyvňujú φ, t.j.
kde φ p,- komponent v dôsledku trenia; φ L - to isté v dôsledku angažovanosti; φ s - to isté v dôsledku šmyku častíc.
Komponent φ T závisí od minerálneho zloženia častíc, prítomnosti povrchových filmov atď. φ L - na drsnosti povrchu a hustote zloženia častíc a φ s - na guľatosti a tvare častíc pôdy. Preto tie hodnoty φ a φ o sa zvyčajne líšia, najmä pre husté a heterogénne piesky. Avšak uhol prirodzeného od
vrkoč φ o je ľahko určená a pohodlná charakteristika pevnosti nesúdržných zemín. Metóda sa používa len na približné určenie veľkosti vnútorného trenia sypkých zemín - čistých pieskov. V čistých pieskoch približne hodnota uhla vnútorného trenia zodpovedá sypnému uhlu, t. uhol, pod ktorým je nevystužený svah piesočnatej pôdy stabilný.
Sypný uhol sa zisťuje na UVT zariadení (obr. 8.44), ktoré pozostáva z kovového paletového stola, držiaka a zásobníka. Paleta je namontovaná na trexových podperách a perforovaná otvormi s priemerom 0,8 ... 1,0 mm na nasýtenie piesku vodou. Stupnica namontovaná v strede paletového stola má delenie od 5° do 45°, ktoré určuje uhol sklonu.
Ryža. 8.44. Zariadenie na určenie uhla uloženia piesčitých pôd: schéma zariadenia: 1 nádrž: 2 kryt nádrže: 3 klip: 4 stôl: 5 perforované dno: 6 - mierka: 7 - podpora: b - celkový pohľad na zariadenia
Stanovenie sypného uhla v suchom stave . Na stole je nainštalovaná spona, do ktorej sa cez lievik nasype piesok, kým nie je plný, ľahko poklepaním na klip. Opatrne, snažiac sa nerozptýliť piesok, zdvihnú svorku vertikálne a na vrchole vytvoreného piesočnatého kužeľa odčítajú na stupnici.
Experiment sa opakuje 3-krát a vypočíta sa aritmetický priemer. Rozdiel medzi opakovanými stanoveniami by nemal presiahnuť 1 stupeň.
Určenie sypného uhla piesku pod vodou . Po naplnení klietky pieskom sa nádrž naplní vodou a po úplnom nasýtení vzorky sa určí sypný uhol.
Ak chcete vopred priradiť svahy jamy a lomy, odporúča sa riadiť hodnotami uhlov blízkych uhlom prirodzeného odpočinku pôdy (tabuľka 8.61).
Tabuľka 8.61
Sypný uhol objemových pôd
Sypný uhol (#>“) nesúdržných zemín je ovplyvnený rovnomernosťou ich granulometrického zloženia: veľkú hodnotu majú monodisperzné pôdy. φо, než polydisperzné pôdy rovnakého minerálneho zloženia. Vysvetľuje to skutočnosť, že v zmesi malé častice vypĺňajú medzery medzi veľkými, čo uľahčuje ich miešanie pozdĺž povrchu svahu.
Prítomnosť kvapalín v pôde má veľký vplyv na trenie medzi časticami voľnej pôdy, ktorých prítomnosť znižuje φ. V nesúdržných piesočnatých pôdach vlhkosť výrazne ovplyvňuje uhol vnútorného trenia. Keď sa obsah vlhkosti piesku zvyšuje na maximálnu kapacitu molekulárnej vody, hodnotu φ o prirodzene klesá v dôsledku postupného znižovania trenia a dosahuje minimum pri maximálnej kapacite molekulovej vlhkosti. Ďalšie zvýšenie obsahu vlhkosti piesku vedie k vytvoreniu kapilárnej konektivity medzi časticami; v dôsledku toho sa uhol vnútorného trenia začína zväčšovať a dosahuje maximum pri vlhkosti kapilárnej kapacity, kedy sú sily kapilárnej príťažlivosti medzi časticami najväčšie. Následné zvýšenie vlhkosti piesku znižuje kapilárnu konektivitu, znižuje sa trenie na kontaktoch častíc a postupne sa zmenšuje uhol vnútorného trenia až na minimálnu hodnotu v stave plného nasýtenia piesku vodou.
Uhol odpočinku- to je najväčší uhol, ktorý môže byť vytvorený sklonom voľne liateho pôdy v rovnováhe s vodorovnou rovinou.
Násypný uhol závisí od distribúcie veľkosti častíc a tvaru častíc. Keď sa veľkosť zrna zmenšuje, sypný uhol sa stáva plochším.
V suchom stave je uhol sypania piesočnatej pôdy 30-40 °, pod vodou - 24-33 °. Pre nesúdržné (sypké) pôdy uhol sypania nepresahuje uhol vnútorného trenia
Na určenie sypného uhla piesočnatej pôdy v suchom stave sa používa UVT zariadenie ( ryža. 9.11, 9.12), pod vodou - VIA ( ryža. 9.13).
Podľa ryža. 9.12 keď je krabica naklonená, piesok sa drobí a uvoľnením vytvára svah s uhlom, ktorý možno určiť pomocou uhlomeru alebo vzorca
Koncept uhol odpočinku platí iba pre suché sypké pôdy a pre súdržné ílové pôdy stráca akýkoľvek význam, pretože v týchto závisí od obsahu vlhkosti, výšky svahu a zaťaženia svahu a môže sa meniť od 0 do 90 °.
Ryža. 9.11. Zariadenie UVT-2: 1 - mierka; 2 - nádrž; 3 - merací stôl; 4 - klip; 5 - podpora; 6 - vzorka piesku
Ryža. 9.12. Určenie sypného uhla otáčaním nádoby (a) a pomalým odstránením dosky (b): A - os otáčania nádoby
Ryža. 9.13. Zariadenie VIA: 1 - box VIA; 2 - vzorka piesku; 3 - nádoba s vodou; 4 - uhlomer; 5 - os otáčania; 6- piezometer; 7- statív
Počas vývoja a zmršťovania uvoľnené pôdy zárezy a násypy tvoria prirodzené svahy rôznej strmosti. Najväčšia strmosť plochých svahov zemných prác, priekop a jám, usporiadaných bez spojovacích prvkov, by sa mala brať podľa tab. 9.2. Pri zabezpečovaní prirodzenej strmosti svahov je zabezpečená stabilita zemných násypov a výkopov.
Tabuľka 9.2. Najväčšia strmosť svahov zákopov a jám, krupobitie.
| pôdy | Strmosť svahu v hĺbke výkopu, m (pomer výšky k základu) | ||
| 1,5 | 3,0 | 5,0 | |
| Hromadné nekonsolidované | 56(1:0,67) | 45(1:1) | 38(1:1,25) |
| Piesok a štrk mokrý | 63(1:0,5) | 45(1:1) | 45(1:1) |
| Hlina: | |||
| piesčitá hlina | 76(1:0,25) | 56(1:0,67) | 50(1:0,85) |
| hlina | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 53 (1:0,75) |
| hlina | 90(1:0) | 76(1:0,25) | 63(1:0,5) |
| Spraše a sprašovité suché | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 63(1:0,6) |
| Moréna: | |||
| piesková, piesková | 76(1:0,25) | 60(1:0,57) | 53 (1:0,75) |
| hlinitý | 78(1:0,2) | 63(1:0,5) | 57(1:0,65) |
Svahy násypov trvalých stavieb sa vykonávajú miernejšie ako svahy výkopov.