ВИЗНАЧЕННЯ КУТА ПРИРОДНЬОГО УХИЛУ ГРУНТУ
Кутом природного ухилу α називають такий максимальний кут між горизонтом і поверхнею вільного ґрунту, при якому ґрунт ще зберігає рівновагу. Зчеплення α для сухих ґрунтів в рихлому стані майже співпадає з кутом внутрішнього тертя. При проектуванні багатьох земляних споруд кут природного ухилу сипучого ґрунту є однією з головних розрахункових характеристик.
Матеріали та обладнання: сухий ґрунт (пісок), ніж з прямим лезом, прилад для визначення кута природного ухилу польової лабораторії Литвинова (рис. 1).
Рис. 1 – Загальний вид приладу для визначення кута природного ухилу польової лабораторії Литвинова
Хід роботи:
1. Впевнитися що прилад справний та немає дефектів. Встановити прилад на стіл, рухома перемичка при цьому опущена до дна.
2. В прилад, невеликими порціями (рис. 2, а), насипати сухий ґрунт (пісок) в рівень з краями.
3. Пісок вирівняти ножем.
4. Підняти перегородку вгору без поштовхів притримуючи прилад рукою (рис. 2, б), ґрунт при цьому осунеться і займе положення як показано на рис. 2, в, утворюючи при цьому кут природного ухилу.
5. Визначити за допомогою транспортиру або тангенсу:
,де h – висота ухилу; l - основа ухилу.
Для спрощення вимірів на приладі є шкала по висоті (рис. 3, а) та по довжині (рис. 3, б).
Рис. 2 – Робоча операція – підняття рухомої перемички приладу
6. Дослід потрібно повторити не менше двох разів. Розходження між повторювальними визначеннями не повинно перевищувати 2о.
7. За кут природного ухилу приймається середнє арифметичне значення результатів окремих визначень, яке виражають в цілих градусах (таблиця 1).
Рис. 3 – Шкала 1 та шкала 2 приладу: 1 – шкала по висоті; 2 – висота ухилу; 3 – шкала по довжині; 4 – довжина ухилу
Визначення кута природного ухилу грунту в підводному стані відрізняється від попереднього тим, що після того, як в малий відсік приладу насипають грунт, в більший відсік до верху наливають воду. Верхню перемичку підіймають на декілька міліметрів, для того, щоб вода мала змогу проникнути в малий відсік. Як тільки весь грунт насититься водою, піднімають перемичку вище і дослід продовжують таким же чином, як і попередньо.
Таблиця 1 – Результати визначень кута природного ухилу грунту
| № досліду | Відлік шкали, мм | Тангенс кута природного ухилу | Кут природного ухилу окремої проби | Кут природного ухилу | |||
| верт. | гориз. | ||||||
| грунт в повітряно-сухому стані | |||||||
| | 46 45 | 96 98 | 0.47 | 26° | 27° | ||
| | 0.45 | 25° | |||||
| | 48 | 85 | 0.56 | 30° | | ||
| Грунт в водо насиченому стані | |||||||
| | 40 | 112 | 0.35 | 20° | 20° | ||
Висновок:
Дивлячись на результати проведених дослідів можна побачити, що грунт у вологому стані має менший кут природного ухилу 20° на томість сухий грунт 27°. Отже кут природного ухилу залежить від ступеню зволоження я починає зменшуватись.