Лабораторна робота №9 Визначення кута природного укосу сипучих ґрунтів
Мета роботи: засвоїти методику та визначити кут природного укосу пісчаних ґрунтів
Прилади і матеріали: прилад Д.І.Знаменського або диск для вимірювання кута природного укосу, зразки пісчаних ґрунтів різної крупності.
Загальні відомості
При вивченні сипучих ґрунтів деяку уяву про величину кута внутрішнього тертя можна
отримати шляхом визначення кута природного укосу.
Кутом природного укосу називають найбільше значення кута, який утворюється між горизонтальною площиною і твірною поверхні вільно відсипаного на цю площину ґрунту. Кут природного укосу визначають в повітряно-сухому стані і під водою.
Для визначення кута природного укосу може бути використаний прилад конструкції Д.І.Знаменського (рис. 9.1) або диск (рис. 9.2). Прилад Д.І.Знаменського складається із прямокутної балки 1 і вкладиша 2, внутрішня поверхня якого розділена перегородкою 3 на 2 частини. Вкладиш має ручку 4. Вкладиш і банку виготовляють із органічного прозорого скла.
На боковій поверхні вкладиша нанесено кутову сітку, яка має шкалу 5. Така ж шкала є і на задній стінці вкладиша. Вкладиш встановлено всередині банки за допомогою осей 6, які входять у пази підшипників 7, закріплених на бокових стінках банки. Вкладиш може повертатися всередині банки на кут 45º і утримуватися в повернутому положенні упо- рами 8.
Методика визначення кута природного укосу сипучого ґрунту в повітряно-сухому стані
Вийняти вкладиш 2 із банки і поставити його на рівну поверхню.
Засипати ґрунт в обидві частині вкладиша.
Надати ґрунту рівну горизонтальну поверхню і прибрати надлишок за допомогою лінійки.
Поставити вкладиш із ґрунтом всередину банки так, щоб осі 6 вкладиша увійшли в пази підшипників 7; при цьому ручка 4 вкладиша повинна опиратися на стінку банки.
Повільно, без поштовхів, повернути вкладиш за допомогою ручки 4 на кут 45º до упора 8. Поворот провести за 5 - 6 с. При повороті вкладиша частина піску обсипеться в банку, а та частина що залишиться, утворить з нижньою стінкою вкладиша кут, який і є кутом природного укосу.
Кут укосу ґрунту визначають в обох частинах вкладиша за поділками, які нанесені на його стінках. Підрахунок необхідно проводити з точністю 1º.
Досліди повторюють 2 рази. Різниця між повторно отриманими результатами не повинна перевищувати 1º.
Рисунок 9.1 – Прилад конструкції Знаменського для визначення кута природного укосу пісчаних ґрунтів:
а) загальний вигляд;
б) вкладиш приладу;
в) прилад на дослідженні
г) вид збоку задньої стінки вкладиша
Рисунок 9. 2 – Диск для визначення кута природного укосу
Методика визначення кута природного укосу сипучого ґрунту під водою
Насипати у вкладиш ґрунт і встановити його у банку (див. пп. 1-4).
За допомогою гумового шланга, кінець якого опускають у зазор між вкладишем і банкою, заповнити банку водою, до верхньої поділки на боковій поверхні банки.
Перекрити подачу води, прибрати шланг і дати ґрунту повністю насититися водою (приблизно 10-15 хв.).
Повернути вкладиш, як вказано в п.5 і замірити кут укосу у обох частинах вкладиша.
Дослід повторити 2 рази. Різниця між повторно отриманими результатами не повинна перевищувати 1 º.
Крім приладу Д.І.Знаменського, визначення кута природного укосу можна провести за допомогою диска, який має вертикальний тарований стержень (рис. 9.2). Такий диск опускають в скляну банку, засипають ґрунтом, а потім повільно піднімають. Надлишок ґрунту обсипається, а на дискові залишається конус із ґрунту, вершина якого в місця дотику із стержнем показує величину кута.