Raimondirus.ru

RAiMONDI
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Раздел II. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ИСПЫТАНИЯ СВАЙ

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

К насыпным относятся грунты с нарушенной структурой, напластования которых образованы в результате отвалов, отсыпок строительных котлованов, намыва, вскрышных работ при открытой разработке полезных ископаемых, а также отвалы отходов одного или различных видов производства, свалки бытовых отходов и т. п. Деформируемость насыпных грунтов зависит от степени однородности их сложения, способа и давности образования, а также состава грунтов и отходов.

Насыпные грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, должны именоваться в описаниях результатов изысканий для проектирования оснований, а также в проектах оснований и фундаментов согласно номенклатуре, принятой в СНиП 11-15—74, с дополнительным указанием вида грунта в зависимости от однородности состава и сложения, способа отсылки нлн образования напластования, вида исходного материала, составляющего основную часть насыпи, давности отсыпки. Насыпные грунты, в которых крупные включения различных материалов сопри касаются, именуют по виду этих включений с указанием материалов, заполняющих поры.

По однородности состава н сложения насыпные грунты подразделяют (СНиП 11-15—74) иа планомерно возведенные насыпи; отвалы грунтов и отходов производства; свалки грунтов, отходов производств и бытовых отходов.

Планомерно возведенные насыпи (по заранее разработанному проекту) имеют однородный естественный состав, от других насыпных грунтов отличаются практически однородным сложением и практически равномерной сжимаемостью. Исследование таких грунтов и строительство на иих осуществляются так же, как и иа аналогичных грунтах естественного сложения.

По способу образования планомерно возведенные насыпи делят на. намывные, образуемые с применением гидромеханизации, и на отсыпанные сухим способом (автомобильным или железнодорожным транспортом, скреперами, бульдозерами н т. д.) с одновременным их уплотнением различными механизмами.

Отвалы грунтов и отходов производств представляют собой отсыпки различных видов грунтов, полученные при рытье котлованов, срезке больших объемов грунта при планировке, разработке подземных выработок и т. д., или отходов различных производств (шлаки, зола, формовочная земля, отхода обогащения полезных ископаемых и т. п.), содержащие растительные остатки обычно не более 5%. Такие отвалы имеют обычно практически однородное сложение и в большинстве случаев практически однородный состав, однако плотность, а следовательно, и сжимаемость их в отдельных местах могут быть различными.

По способу образования отвалы грунтов и отходов производств подразделяют на намытые гидромеханизироваиным способом (хвосты обогатительных фабрик, гидрозолоудаление и т. п.); отсыпанные с откосом на всю высоту; отсыпанные слоями отходы производств и беспорядочную (неорганизованную) отсыпку.

Возведенные гидромеханизироваиным способом отвалы в большинстве случаев практически мало отличаются по своим свойствам от планомерно возведенных иасыпей.

Отвалы, отсыпанные с откосом иа всю высоту, характеризуются неоднородностью по простиранию разновидностей отсыпаемых грунтов и других материалов, располагающихся под углом из естественного откоса. Уплотнение насыпного грунта в таких отвалах происходит преимущественно под действием собственного веса. При отсыпке отходов на всю высоту насыпи не исключена возможность изменения состава грунта по простиранию.

Отсыпанные слоями отвалы характеризуются уплотнением слоев не столько под воздействием собственного веса, сколько под воздействием транспортных средств, привозящих материал. Плотность насыпи в этом случае значительно выше, чем при отсыпке по откосу на всю высоту.

Беспорядочная отсыпка характеризуется произвольным (случайным) расположением различных разновидностей материалов, вызывающим различную степень уплотнения насыпи в плане на близких расстояниях.

Свалки грунтов, отходов производств и бытовых отбросов представляют собой отсыпии, образуемые в результате неорганизованного накопления различных материалов, часто перемешанных между собой и содержащих обычно более 5% органических включений. Состав, сложение, а вместе с тем и сжимаемость таких насыпных грунтов, как правило, значительно разнится даже на сравнительно небольших участках.

По способу образования свалки подразделяют на отсыпанные по откосу сразу на всю высоту; отсыпанные слоями н беспорядочную (неорганизованную) отсыпку. Эти подгруппы свалок имеют тезке особенности, что и отвалы, отсыпанные аналогичным образом, но состав н сложение их менее однородны, чем состав и сложение отвалов.

По степени уплотнения от собственного веса насыпные грунты подразделяют на слежавшиеся, в которых процесс уплотнения от собственного веса закончился, и неслежавшиеся, в которых процесс уплотнения от собственного веса продолжается.

Ориентировочные периоды времени, требующиеся для самоуплотнения насыпных грунтов, для различных видов насыпных грунтов различны.

Земляные работы в строительстве. Определение угла естественного откоса грунтов Определение угла откоса на песчано гравийную смесь

Углом естественного откос а называют угол, при котором неукрепленныйтоткос песчаного грунта сохраняет равновесие, или угол, под которым располагаются свободно насыпаемый песок и другие сыпучие материалы.

Угол естественного откос а определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой с помощью диска, имеющего вертикальный тарировочный стержень

1. Для определения угла естественного откоса в воздушно-сухом состоянии диск устанавливают в стеклянную банку, на диск ставится кожух.

2. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

3. Кожух плавно снимается с диска, и излишек песка осыпается, а на диске остается конус из песка, вершина которого в месте соприкосновения со стержнем показывает значение угла откоса.

4. Для определения угла естественного откоса под водой диск устанавливают в стеклянную банку, а на диск ставится кожух.

5. В кожух засыпается песок в естественно-сухом состоянии.

6. Банка заполняется водой до верха кожуха.

7. Песок, осевший в кожухе, засыпается доверху.

Гранулометрический состав. Практически характер и качество разрушения породы четко определяется ее гранулометрическим составом. Он характеризует разрыхленную горную породу по процентному содержанию в ней частиц различной крупности и может быть изображен кривой (рис. 2.1), если по оси абсцисс отложить диаметр частиц, мм, а по оси ординат — суммарное содержание частиц диаметром, меньшим данного, в процентах.
Для характеристики неоднородности рыхлых пород используется отношение d60/d10=Kн называемое коэффициентом неоднородности (d60, d10 — максимальные диаметры кусков, составляющих 60 и 10% общего объема рыхлой породы соответственно).
Особенно важное значение гранулометрический состав породы имеет при процессах гидромеханизации. От него зависят удельный расход воды на разработку и транспортирование, наименьший допустимый уклон подошвы забоя и лотков, критическая скорость воды.
Угол естественного откоса φ — максимальный угол, образуемый свободной поверхностью рыхлой раздробленной породы с горизонтальной плоскостью. Частицы породы, находящиеся на этой поверхности, испытывают состояние предельного равновесия. Если вес частицы Р (рис. 2.2), то в состоянии предельного равновесия на свободной поверхности на частицу действуют силы: Рп — сила нормального давления, прижимающая частицу к свободной поверхности; Рτ — сила, стремящаяся сдвинуть частицу вниз; Fт — сила трения, зависящая от Рn и коэффициента трения fтр, R — реакция опоры. Поскольку частица находится в равновесии, имеем

Читайте так же:
Как изготовить самому грунтовку для стен

Таким образом, угол естественного откоса зависит от коэффициента трения между кусками породы и поверхностью, по которой возможно ее скольжение. Для рыхлой (сыпучей) среды, например песка, он может быть определен с помощью цилиндрической емкости без дна. Емкость устанавливают на горизонтальной площадке и заполняют породой. Затем емкость поднимают и порода формирует свободную поверхность, соответствующую углу естественного откоса.
В общем случае угол естественного откоса зависит от шероховатости зерен, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от плотности материала. С увеличением влажности до некоторого предела у таких горных пород, как уголь или песок, угол естественного откоса возрастает. С увеличением крупности и угловатости частиц он также увеличивается. В целом у рыхлых пород он находится в пределах 0-40°.
По углам естественного откоса определяют максимальные допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей.

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса — угол, образованный свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Иногда может быть использован термин «угол внутреннего трения».

Частицы материала, находящиеся на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние критического (предельного) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от шероховатости зерен, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от удельного веса материала.

По углам естественного откоса определяются максимально допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей. угол естественного откоса из различных материалов

Список из различных материалов и их угла естественного откоса. Данные приблизительные.

Материал (условия)Угол естественного откоса (градусы)
Пепел40°
Асфальт (измельченный)30-45°
Кора (деревянные отходы)45°
Отруби30-45°
Мел45°
Глина (сухой кусок)25-40°
Глина (мокрой раскопки)15°
Семена клевера28°
Кокос (измельченный)45°
Кофе зерна (свежие)35-45°
Земля30-45°
Мука (пшеница)45°
Гранит35-40°
Гравий (насыпной)30-45°
Гравий (натуральный с песком)25-30°
Солод30-45°
Песок (сырой)34°
Песок (с водой)15-30°
Песок (влажный)45°
Пшеница сухая28°
Кукуруза сухая27°

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Угол естественного откоса» в других словарях:

угол естественного откоса — Предельный угол, образуемый свободным откосом сыпучего грунта с горизонтальной плоскостью, при котором не происходит нарушения устойчивого состояния [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] угол… … Справочник технического переводчика

Максимальный угол наклона откоса, сложенного г. п., при котором они находятся в равновесии, т. е. не осыпаются, не оползают. Зависит от состава и состояния г. п., слагающих откос, их водоносности, а для глинистых п. и высоты откоса. Геологический … Геологическая энциклопедия

Угол (естественного) откоса — (Böschungswinkel) – угол относительно горизонтали, образующийся при насыпании сыпучего материала. [СТБ ЕН1991 1 1 20071.4] Рубрика термина: Общие, заполнители Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

угол естественного откоса — Предельная крутизна склона, при которой слагающие его рыхлые отложения находятся в равновесии (не осыпаются). Syn.: естественный откос … Словарь по географии

угол естественного откоса — 3.25 угол естественного откоса: Угол, образованный образующей откоса с горизонтальной поверхностью при отсыпке сыпучего материала (грунта) и близкий к значению его угла внутреннего трения. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА — угол, при котором неукрепленный откос песчаного грунта еще сохраняет равновесие, или угол, под которым располагается свободно насыпаемый песок. У. е. о. определяется в воздушно сухом состоянии и под водой … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

угол естественного откоса — угол у основания конуса, образованный при свободной насыпке сыпучего материала на горизонтальную плоскость; характеризует сыпучесть этого материала; Смотри также: Угол угол смачивания угол касания … Энциклопедический словарь по металлургии

Предельный угол, образуемый свободным откосом сыпучего грунта с горизонтальной плоскостью, при котором не происходит нарушения устойчивого состояния (Болгарский язык; Български) ъгъл на естествения откос (Чешский язык; Čeština) úhel přirozeného… … Строительный словарь

УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА ПОЧВЫ — (грунта) наибольшая возможная величина угла, который образует с горизонтальной поверхностью устойчивый откос насыпи сухой почвы (грунта), или влажной почвы (грунта) под водой. Экологический словарь, 2001 Угол естественного откоса почвы (грунта)… … Экологический словарь

Лабораторная работа 1. Определение величины угла ссыпания и угла естественного откоса зернисто-кускового материала

Цель работы. Определить величины угла естественного откоса и угла ссыпания зернисто-кускового материала.

Теоретические положения . Зернисто-кусковой материал, лежащий на наклонной плос­кости (например, на наклонной плоскости бункера , на наклон­ном ленточном транспортере и т. д.), при определенном угле наклона этой плоскости к горизонту начинает ссыпаться по ней. Такой предельный угол наклона называется углом ссыпания.

В зависимости от формы кусочков можно наблюдать два ви­да движения кускового материала по плоскости ссыпания: сколь­жение и перекатывание. Скольжение наблюдается при кусках с развитыми плоскими гранями; передвижению кусков здесь препятствует трение скольжения между гранями кусков и плос­костью ссыпания. Качение наблюдается при форме кусков, близкой к шару. В этом случае передвижение куска происходит как скатывание его, с сопротивлением трения качения.

Предельное состояние покоя слоя кускового материала на наклонной плоскости имеет место тогда, когда сила трения F равна проекции М силы тяжести G на эту плоскость (рисунок 1). С другой стороны, эта же сила трения пропорциональна нор­мальному давлению кускового материала на наклонную плос­кость

Читайте так же:
Как нанести грунтовка для пластика

F = M = fN ,

откуда f = М / N = tgα

где f – коэффициент трения, определяемый свойствами самого материала, равный tga ;

α – угол ссыпания зернисто-кускового материала.

Если рассматривать весь слой сыпучего материала , который перемещается по гладкой наклонной плоскости, то здесь, даже в случае кусков шарообразной формы, происходит скорее сколь­жение материала по плоскости, чем перекатывание, так как весь материал «течет» сплошной массой.

Угол ссыпания зависит от коэффициента трения материала о плоскость ссыпания, от формы и крупности кусков, от структу­ры поверхности, по которой происходит ссыпание (поверхность может быть гладкой, шероховатой, ребристой и т. д.), а также он влажности самого кускового материала.

Если насыпать зернисто-кусковой материал на горизонталь­ную плоскость, то он располагается на ней в виде конуса. Угол между образующей этого конуса и горизонтальной плоско­стью называется углом естественного откоса зернисто-кускового материала.

Угол естественного откоса всегда больше угла ссыпания (для одного и того же материала), так как наличие неровностей на поверхности материала препятствует скатыванию, а тем более скольжению кусков. Угол естественного откоса в большой степе­ни зависит от фракционного состава кускового материала, ибо последний определяет собой общую структуру поверхности ко­нуса. Эта разнородность размера кусков вызывает в то же вре­мя преимущественное скатывание крупных кусков материала на край насыпаемой кучи, вследствие того, что неровности поверх­ности оказывают меньшее сопротивление перекатыванию крупн ых кусков, чем мелких (рисунок 2). Неравномерное распределение кусков по крупности необходимо учитывать при загрузке насадочных абсорберов, шахтных печей и т. д., так как в местах рас­положения крупных кусков, т. е. на-периферии, получается боль­шее сечение каналов и газ пойдет преимущественно по этим ка­налам, имеющим меньшее гидравлическое сопротивление.

Тонко измельченные материалы имеют больший угол естест­венного откоса, т. е. меньшую сыпучесть, в связи с более разви­той поверхностью трения.

Угол естественного откоса значительно зависит от влажности материала, потому что вода, располагаясь на поверхности кус­ков, вызывает слипание их и тем самым затрудняет движение отдельных кусков. Чем меньше куски материала, тем больше проявляется влияние влажности; но чрезмерное увлажнение приводит к увеличению послойной текучести жидкости между кусочками материала, и угол естественного откоса вновь умень­шается (таблица 1).

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

Укладка грунтов представляет собой основную группу технологических процессов, выполняемых при возведении таких качественных насыпей, как грунтовые плотины. По этой причине укладка занимает наибольшее время и требует наибольших капиталовложений. Все основные параметры укладки задаются еще на стадии проектирования плотины.

Укладка грунтов включает в себя следующую цепочку последовательных технологических процессов:
– подготовка естественного основания;
– отсыпка грунтового материала (в пределах технологических карт);
– разравнивание грунтового слоя на расчетную толщину и его планировка;
– уплотнение грунтового слоя;
– контроль коэффициента уплотнения и подготовка спланированной поверхности к укладке вышележащего слоя.

Разбивка на карты при возведении однородной земляной плотины

Принципиальная схема разбивки на карты при возведении однородной земляной плотины

2 ПОДГОТОВКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСНОВАНИЯ

Качественное проведение работ по подготовке природного основания очень важно. Оно позволяет обеспечить заданное в проекте надлежащее сопряжение искусственного сооружения (плотины) и естественного грунтового массива.

В общем случае подготовка основания может включать в себя следующие этапы:
1. Лесосводка — удаление деревьев, зарослей кустарника, мусора, пней.
2. Выемка котлована — в соответствии с геометрией, заданной в проектной или рабочей документации. Выемка производится с недобором до проектной глубины на величину 0,2—0,3 м. Недобор необходим для предохранения непосредственной подошвы будущего гидротехнического сооружения от длительного атмосферного воздействия.
3. Удаление ослабленных и некондиционных естественных грунтов — производится в случае необходимости, устанавливаемой в проекте.
4. Составление акта готовности естественного основания. Акт подробно отражает характер и объем всех выполненных строительных работ, а также фактическое состояние основания.

3 ОТСЫПКА ГРУНТОВОГО МАТЕРИАЛА

Отсыпка любых типов грунтов в тело грунтовой плотины производится по технологическим картам. Каждая технологическая карта представляет собой отдельную огороженную площадку (участок), в пределах которой выполняется обособленный вид работ. Количество и состав таких карт определяется в проекте организации строительства (ПОС), и во многом зависит от размеров плотины и принятой интенсивности земляных работ. Как правило, стремятся сравнять количество технологических карт и количество технологических операций. Равенство этих двух параметров позволяет обеспечить непрерывность всего цикла земляных работ: отсыпка → разравнивание → уплотнение → контроль качества. Это достигается благодаря полному исключению простоев и пауз в работе строительной техники и рабочих. Например:
– технологическая карта на отсыпку;
– технологическая карта на разравнивание;
– технологическая карта на уплотнение;
– технологическая карта на контроль качества выполненных работ.

Между собой технологические карты должны сопрягаться достаточно пологими откосами (около 1:3). Это необходимо, чтобы между картами не образовывались строительные грунтовые швы. Наличие таких швов после постановки плотины под напор водохранилища ведет к возникновению в её теле сосредоточенной фильтрации, что крайне опасно. Если сопряжение технологических карт происходит вдоль линий тока будущей (предполагаемой) фильтрации воды, то необходимо устройство прямо на поверхности сопрягающихся откосов борозд или штраб. Такие борозды должны располагаться поперек направления фильтрации. Борозды способствует удлинению пути фильтрации, что благоприятно влияет на фильтрационную прочность тела плотины.

По высоте технологические карты желательно отсыпать, выдерживая примерно одну общую высотную отметку. Разница между картами по высоте не должна превышать 3 м.

Отсыпка грунтов начинается с разгрузки кузовов автосамосвалов, формирующих небольшие отвалы. Грунт с отвалов развозится по технологической карте скреперами с открытым ковшом , которые производят отсыпку грунта тонким слоем по всей площади карты. В случае дождя грунт или укрывают водонепромокаемыми полотнищами (типа брезента), или выполняют отсыпку с уклоном (около 1:100). Такой уклон способствует быстрому оттоку воды. В случае, если всё же произошло переувлажнение поверхности грунта, верхний уже уложенный его слой снимается.

Наиболее ответственной работой по отсыпке является устройство переходных фильтровых зон, которые разделяют основные призмы плотины и глинистое ядро или экран. Сопряжение разных материалов данных зон по высоте происходит зигзагообразно — в форме «ёлочки». Основные требования к укладке грунтов переходных зон и фильтров, определяемые в проекте организации строительства:
– грунт ни в коем случае не должен быть загрязнен;
– в грунте не должна происходить сегрегация по его гранулометрическому составу (т.е. расслоение крупных и мелких фракций в конкретном объеме отсыпки); для предотвращения сегрегации применяются предварительный полив отсыпаемого грунта, и ограничение толщины слоя отсыпки.

Читайте так же:
Как отмыть ведро от грунтовки

Также очень важно качество отсыпки тела плотины в области верхового откоса. Это связано с возможным разуплотнением грунта вдоль плоскостей откосов. Отсыпка таких зон производится с временным уширением (сдвижкой) насыпи за пределы откосов. Величина уширения составляет около 30 см. В дальнейшем, при производстве работ по креплению откосов, грунт выполненных уширений срезается — до восстановления профилей откосов, заданных в проектной документации.

4 РАЗРАВНИВАНИЕ И ПЛАНИРОВКА ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Разравнивание отсыпанного грунта ведется до получения расчетной толщины грунтового слоя. Толщина грунтового слоя — важный параметр, определяемый при разработке проекта плотины. На строительной площадке принятая в проектной или рабочей документации толщина грунтового слоя может быть скорректирована (на основании уточненных данных по карьерным грунтам).

Работы по разравниванию выполняются после отсыпки, но с минимальной задержкой. Это необходимо для сохранения оптимальной влажности грунта Wопт, которая получена при его предварительном кондиционировании .

Для разравнивания и планировки грунта в пределах технологической карты по её периметру устанавливаются маяки (вешки). При разравнивании могут также выполняться дополнительное кондиционирование, боронование, удаление или дробление валунов. Разравнивание грунта глинистого ядра или экрана осуществляется вдоль оси ядра, а не поперек.

5 УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Для уплотнения разравненного и спланированного слоя применяются два метода — статический (статическими катками, оборудованными гладкими вальцами) и вибрационный (вибрационными катками, оборудованными кулачковыми вальцами). Статический метод используется для уплотнения связных (глинистых) грунтов, динамический — для несвязных (песчаных). Иногда уплотнение производится гружеными самосвалами, а в стесненных местах — виброплитами (100—400 кг) и даже ручными трамбовками.

Уплотняющая техника должна уплотнить грунт до достижения так называемого коэффициента уплотнения kупл. Коэффициент уплотнения определяется в проекте грунтовой плотины и обычно находится в пределах 0,92—0,98. При выполнении уплотнения грунт должен иметь оптимальную влажность Wопт.

Наилучшая схема движения катков по технологической карте — челночная, реже применяется круговая схема. Катки перемещаются вдоль оси плотины, начиная от бровок верхового и низового откосов с постепенным приближением к центру плотины. Скорость уплотняющих катков — не более 0,4 м/с.

6 ИНТЕНСИВНОСТЬ УКЛАДКИ

Интенсивность работ по укладке и связанная с этим скорость роста грунтовой плотины, как правило, не ограничивается. Ограничение интенсивности задается при проектировании плотины только в двух случаях:
– если в тело плотины укладываются глинистые грунты пластичной консистенции;
– если в естественном основании присутствуют глинистые грунты, также находящиеся в пластичном состоянии.

Наложение ограничения по интенсивности связано с возможным появлением в описанных грунтах порового давления, которое резко возрастает при увеличении нагрузки на грунт от вышележащих слоев. При превышении поровым давлением определенной величины происходит резкая потеря несущей способности грунта и переход его в текучее состояние. Для снижения порового давления требуется завершение процессов консолидации, т. е. оттока из пор глинистого грунта определенного объема воды.

Угол естественного откоса — Angle of repose

Файл: Sandpile Matemateca 22.webm

Воспроизвести медиа

Угол естественного откоса , или критический углом естественного откоса , из гранулированного материала является крутым углом спуска или погружений по отношению к горизонтальной плоскости , в которой материал может быть свалил растекание. Под этим углом материал на грани откоса находится на грани скольжения. Угол естественного откоса может составлять от 0 ° до 90 °. Морфология материала влияет на угол естественного откоса; гладкие округлые песчинки не могут быть сложены так круто, как грубые, взаимосвязанные пески. На угол естественного откоса также могут повлиять добавки растворителей. Если небольшое количество воды способно заполнить промежутки между частицами, электростатическое притяжение воды к минеральным поверхностям увеличит угол естественного откоса и связанные с этим величины, такие как прочность почвы .

Когда сыпучие сыпучие материалы насыпают на горизонтальную поверхность, образуется коническая куча. Внутренний угол между поверхностью сваи и горизонтальной поверхностью известен как угол естественного откоса и связан с плотностью , площадью поверхности и формой частиц, а также коэффициентом трения материала. Материал с низким углом естественного откоса образует более плоские груды, чем материал с большим углом естественного откоса.

Этот термин также используется в механике , где он относится к максимальному углу, под которым объект может упираться в наклонную плоскость без скольжения вниз. Этот угол равен арктангенс от коэффициента статического трения μ s между поверхностями.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 2.1 Методы определения угла естественного откоса

Применение теории

Угол естественного откоса иногда используется при проектировании оборудования для обработки твердых частиц. Например, его можно использовать для проектирования подходящего бункера или силоса для хранения материала или для определения размера конвейерной ленты для транспортировки материала. Его также можно использовать для определения вероятности обрушения откоса (например, отвала или насыпи неуплотненного гравия); осыпи склона происходит от угла естественного откоса и представляет собой крутой склон куча сыпучего материала будет принимать. Этот угол естественного откоса также имеет решающее значение для правильного расчета устойчивости сосудов.

Он также часто используется альпинистами как фактор при анализе лавинной опасности в горных районах.

Измерение

Существует множество методов измерения угла естественного откоса, каждый из которых дает несколько разные результаты. Результаты также чувствительны к точной методологии экспериментатора. В результате данные из разных лабораторий не всегда сопоставимы. Один метод — это испытание на трехосный сдвиг , другой — испытание на прямой сдвиг .

Если коэффициент статического трения материала известен, то хорошее приближение угла естественного откоса можно получить с помощью следующей функции. Эта функция в некоторой степени точна для стопок, в которых отдельные объекты в стопке крохотные и сложены в случайном порядке.

где μ s — коэффициент статического трения, θ — угол естественного откоса.

Читайте так же:
Как выглядит нанесенная грунтовка

Методы определения угла естественного откоса

Измеренный угол естественного откоса может варьироваться в зависимости от используемого метода.

Метод опрокидывания коробки

Этот метод подходит для мелкозернистых несвязных материалов с индивидуальным размером частиц менее 10 мм. Материал помещают в коробку с прозрачной стороной для наблюдения за гранулированным исследуемым материалом. Изначально он должен быть ровным и параллельным основанию коробки. Ящик медленно наклоняют до тех пор, пока материал не начнет сдвигаться в большом количестве, и измеряют угол наклона.

Метод фиксированной воронки

Материал переливается через воронку, образуя конус. Кончик воронки следует держать близко к растущему конусу и медленно поднимать по мере роста ворса, чтобы свести к минимуму воздействие падающих частиц. Прекратите заливку материала, когда ворс достигнет заданной высоты, а основание — заданной ширины. Вместо того, чтобы пытаться измерить угол полученного конуса напрямую, разделите высоту на половину ширины основания конуса. Обратный тангенс этого отношения — угол естественного откоса.

Метод вращающегося цилиндра

Материал помещается в цилиндр, по крайней мере, с одним прозрачным концом. Цилиндр вращается с фиксированной скоростью, и наблюдатель наблюдает за движением материала внутри вращающегося цилиндра. Эффект похож на наблюдение за тем, как одежда перекатывается в медленно вращающейся сушилке для белья. Гранулированный материал будет принимать определенный угол, когда он течет во вращающемся цилиндре. Этот метод рекомендуется для получения динамического угла естественного откоса и может отличаться от статического угла естественного откоса, измеренного другими методами.

Из различных материалов

Вот список различных материалов и их угол естественного откоса. Все размеры приблизительны.

Материал (состояние)Угол естественного откоса (градусы)
Пепел40 °
Асфальт (дробленый)30–45 °
Кора (древесные отходы)45 °
Отруби30–45 °
Мел45 °
Глина (сухой ком)25–40 °
Глина (мокрая выемка)15 °
Семена клевера28 °
Кокосовый орех (тертый)45 °
Кофе в зернах (свежий)35–45 °
Земля30–45 °
Мука (кукуруза)30–40 °
Мука (пшеничная)45 °
Гранит35–40 °
Гравий ( щебень )45 °
Гравий (натуральный с песком)25–30 °
Солод30–45 °
Песок (сухой)34 °
Песок (заполненный водой)15–30 °
Песок (мокрый)45 °
Снег38 °
Мочевина (гранулированная)27 °
Пшеница27 °

С разными опорами

Различные опоры изменят форму сваи (на рисунках ниже кучи песка), хотя углы естественного откоса остаются прежними.

Файл: Sandpile Matemateca (1) .webm

Воспроизвести медиа

Файл: Sandpile Matemateca (2) .webm

Воспроизвести медиа

Файл: Sandpile Matemateca (4) .webm

Воспроизвести медиа

Файл: Sandpile Matemateca (5) .webm

Воспроизвести медиа

Песчаная куча Математека 06.jpg

Песчаная куча Matemateca 11.jpg

Эксплуатация личинками муравьиных львов и червоточин (Vermileonidae)

Личинки муравьиных львов и неродственных червоточин Vermileonidae ловят мелких насекомых, таких как муравьи, выкапывая конические ямы в рыхлом песке, так что наклон стен фактически составляет критический угол естественного откоса для песка. Они достигают этого, выбрасывая рыхлый песок из ямы и позволяя песку осесть под критическим углом естественного откоса, когда он падает обратно. Таким образом, когда маленькое насекомое, обычно муравей, совершает грубую ошибку в яме, его вес заставляет песок осыпаться под ним, притягивая жертву к центру, где хищник, выкопавший яму, поджидает под тонким слоем рыхлого песка. Личинка помогает этому процессу, энергично выбивая песок из центра ямы, когда обнаруживает нарушение. Это подрывает стенки ямы и заставляет их обрушиться к центру. Песок, который бросает личинка, также забрасывает добычу таким количеством рыхлого катящегося материала, что она не может закрепиться на более легких склонах, которые возникли при первоначальном обрушении склона. Комбинированный эффект заключается в том, что добыча оказывается в пределах досягаемости личинки, которая затем может вводить яд и пищеварительную жидкость.

Смотрите также

Угол естественного откоса играет важную роль в нескольких областях техники и науки, в том числе:

Технологическая карта на разработку грунта в траншеях с откосами

Технологическая карта выпущена для использования линейным производственным и инженерно-техническим персоналом строительных и проектных организаций при разработке грунта в траншеях с откосами, используемых для устройства ленточных фундаментов и прокладки трубопроводов инженерных сетей при отсутствии существующих коммуникаций. Предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров организаций, производящих земляные работы, а также работников технического надзора заказчика и инженерно-технических работников строительных и проектно-технологических организаций

Открытое акционерное общество

Проектно-конструкторский и технологический
институт промышленного строительства

ОАО ПКТИпромстрой

Генеральный директор, к.т.н.

_____________ С.Ю. Едличка

«___» _________ 2005

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА РАЗРАБОТКУ ГРУНТА В ТРАНШЕЯХ
С ОТКОСАМИ

_____________ А.В. Колобов

_____________ Б.И. Бычковский

Настоящая технологическая карта является обязательным организационно-технологическим документом, регламентирующим правила производства земляных работ в траншеях с откосами, используемых для устройства ленточных фундаментов и прокладки сетей водопровода, канализации, газопровода и т.п. на территориях, свободных от существующих коммуникаций.

В карте приведены указания по организации и технологии земляных работ рациональными средствами механизации, представлены данные для выбора геометрических размеров оптимального сечения траншей, а также приведены данные по контролю качества и приемке работ, требования безопасности и охраны труда, экологической и пожарной безопасности при производстве земляных работ.

Технологическая карта предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров организаций, производящих земляные работы, а также работников технического надзора заказчика и инженерно-технических работников строительных и проектно-технологических организаций.

Технологическая карта откорректирована сотрудниками ОАО ПКТИпромстрой:

Савина О.А. — компьютерная обработка и графика;

Чернов В.В. — технологическое сопровождение корректировки;

Бычковский Б.И. — руководитель и ответственный исполнитель корректировки технологической карты, корректура и нормоконтроль;

Колобов А.В. — общее техническое руководство корректировкой технологической карты;

Едличка С.Ю., к.т.н., заслуженный строитель РФ — общее руководство разработкой технологических карт.

Авторы будут признательны за предложения и возможные замечания по составу и содержанию настоящей карты.

Контактный телефон: (095) 214-14-72 Факс: (095) 214-95-53

Е -mail: pkti@co.ru

1 ОБЩИЕ ДАННЫЕ

1.1 Технологическая карта предназначена для использования линейным производственным и инженерно-техническим персоналом строительных и проектных организаций при разработке грунта в траншеях с откосами, используемых для устройства ленточных фундаментов и прокладки трубопроводов инженерных сетей при отсутствии существующих коммуникаций.

1.2 Привязка технологической карты к местным условиям строительства заключается в уточнении объемов работ, средств механизации и потребности в материально-технических ресурсах, а также в уточнении схемы организации процесса соответственно фактическим габаритам траншеи, калькуляции и календарного плана производства работ.

Читайте так же:
Как высчитать расход грунтовки

1.3 При привязке технологической карты к объекту строительства в стесненных условиях необходимо учитывать рекомендации «Организационно-технологического регламента строительства (реконструкции) объектов в стесненных условиях существующей городской застройки», введенного в действие в 2002 г., и «Правила подготовки и производства земляных работ, обустройства и содержания строительных площадок в г. Москве» (утверждены постановлением Правительства Москвы № 857-ПП от 07.12.2004 г.).

1.4 Производство работ по прокладке и переустройству инженерных сетей и коммуникаций, проведение подготовительных и земляных работ разрешается выполнять при наличии ордера, оформленного уполномоченным органом Правительства Москвы — Объединением административно-технических инспекций.

1.5 Форма использования технологической карты предусматривает обращение ее в сфере информационных технологий с включением в базу данных по технологии и организации строительного производства автоматизированного рабочего места технолога строительного производства (АРМ ТСП), подрядчика и заказчика.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1 До начала производства земляных работ необходимо:

— завершить подготовку фронта работ (раскорчевку, планировку, снос и перенос препятствующих работам сооружений и коммуникаций) в соответствии с требованиями технологии производства работ и ПОС;

— установить инвентарные здания и сооружения согласно стройгенплану строительной площадки;

— ознакомить участников строительства с технологической картой и с требованиями безопасности и охраны труда под расписку;

— установить вдоль трассы временные реперы, связанные нивелирными ходами с постоянными реперами;

— произвести разбивку оси траншеи и ее кромок, границ отвала грунта и подготовить место для складирования;

— закрепить разбивочные оси и углы поворота трассы и привязать их к постоянным объектам на местности (зданиям, сооружениям, деревьям и др.);

— оформить актом разбивку трассы с приложением ведомостей реперов и привязок;

— производителю работ ознакомить и передать машинисту экскаватора всю трассу с углами поворотов для выполнения работ.

2.2 Технологической картой предусматривается следующая последовательность работ:

— планировка поверхности земли по всей трассе бульдозерами;

— разработка грунта в траншее экскаваторами, оборудованными обратной лопатой, открытым способом с отсыпкой грунта в отвал или погрузкой в автотранспортные средства;

— доработка грунта и зачистка откосов и дна траншеи средствами малой механизации либо вручную;

— рытье приямков под соединения труб при последующей прокладке трубопроводов.

2.3 Производство земляных работ должно осуществляться с соблюдением действующих строительных норм и правил, государственных стандартов, правил технической эксплуатации, охраны труда, безопасности и других нормативных документов на проектирование, строительство, приемку в эксплуатацию и эксплуатацию инженерных коммуникаций при авторском надзоре проектной организации, техническом надзоре заказчика, а также государственном контроле надзорных органов.

2.4 Для обеспечения проектного уклона поверхность земли по всей трассе должна быть спланирована на ширину, обеспечивающую свободный проход по ней ходовой части экскаватора. Планировка поверхности земли выполняется бульдозерами 3 и 4 тягового класса, технические характеристики которых представлены в приложении А .

Бульдозеры 3 и 4 тягового класса предназначены для выполнения землеройно-планировочных работ в строительстве и в сельском хозяйстве на грунтах I ¸ III групп в районах с умеренным климатом при температуре воздуха ±40 °С без предварительного рыхления. Более тяжелые грунты должны быть предварительно разрыхлены.

Экономически эффективная дальность перемещения грунта не превосходит 50 м, а использование бульдозеров более тяжелого тягового класса экономически не целесообразна.

При планировке поверхности бульдозером предусматривается срезка неровностей до 15 см и перемещение грунта. Планировка ведется полосами, равными ширине отвала бульдозера, при рабочем ходе в одном направлении.

При планировке поверхности земли бульдозером резание и перемещение грунта производится на первой передаче трактора, а возвращение в забой выполняется задним ходом на второй или третьей передачах без разворота бульдозера.

Подъем ножа необходимо совмещать с разгрузкой грунта, а опускание его — с переключением передачи трактора и началом движения бульдозера задним ходом. Совмещение отдельных рабочих операций сокращает продолжительность цикла и повышает производительность бульдозера.

2.5 Разработка грунта производится экскаваторами, оборудованными обратной лопатой соответствующей емкости ковша, технические характеристики которых представлены в приложении Б . Размещение и перемещение грунта, места складирования и вывоза грунта (почвы) определяются в строгом соответствии с действующим порядком в г. Москве, утвержденным постановлением Правительства Москвы от 06.04.1999 г. № 259 и другими нормативными документами.

2.6 Размеры траншей должны обеспечивать размещение конструкций и механизированное производство работ по устройству фундаментов и гидроизоляции, прокладке трубопроводов, водоотводу или водопонижению и другим работам, выполняемым в траншее, а также возможность перемещения людей в пазухе траншеи. Размеры выемок по дну в натуре должны быть не менее установленных в ППР. Схемы подбора геометрических размеров траншеи, срезки растительного слоя и разработки грунта траншеи при отсыпке грунта в отвал или погрузке в автосамосвал представлены на рисунках 1 и 2 .

1 Марки обслуживающих машин выбираются в каждом конкретном случае.

2 Габариты траншеи определяются по ширине фундаментов или диаметру укладываемых труб и виду грунта

Рисунок 1 — Схема подбора геометрических размеров траншеи при отсыпке грунта в отвал

1 Марки обслуживающих машин выбираются в каждом конкретном случае.

2 Габариты траншеи определяются по ширине фундаментов или диаметру укладываемых труб и виду грунта.

Рисунок 2 — Схема подбора геометрических размеров траншеи при погрузке грунта в транспортные средства

2.7 Минимальная ширина траншеи «а» не должна приниматься наибольшей из числа величин, удовлетворяющих следующим требованиям:

— под ленточные фундаменты и другие подземные коммуникации — должна включать ширину конструкции с учетом опалубки, толщины изоляции и креплений с добавлением 0,2 м с каждой стороны;

— под трубопроводы, кроме магистральных, с откосами 1:0,5 и круче — согласно таблице 1;

Таблица 1Минимальная ширина траншей с откосами 1:0,5 и круче

Ширина траншеи, м, без учета креплений при стыковом соединении

муфтовом, фланцевом, фальцевом для всех труб и раструбном для керамических труб

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector