Cieniowanie. W praktyce o charakterze i jakości zniszczenia skały jednoznacznie decyduje jej skład granulometryczny. Charakteryzuje rozluźnioną skałę procentową zawartością cząstek o różnej wielkości i można ją przedstawić za pomocą krzywej (ryc. 2.1), jeśli średnicę cząstek w mm wykreślono wzdłuż osi odciętych, a całkowitą zawartość cząstek o średnica mniejsza od tej, wyrażona w procentach, jest wykreślana wzdłuż osi rzędnych.
Aby scharakteryzować niejednorodność luźnych skał, stosuje się stosunek d60 / d10 \u003d Kn, który nazywany jest współczynnikiem niejednorodności (d60, d10 - maksymalne średnice kawałki stanowiące odpowiednio 60 i 10% całkowitej objętości skały luźnej).
W procesach hydromechanizacji szczególne znaczenie ma skład granulometryczny skały. Polegaj na nim specyficzne spożycie woda do rozwoju i transportu, najmniejsza dopuszczalne nachylenie podeszwy twarzy i tace, krytyczna prędkość wody.
Kąt spoczynku φ jest maksymalnym kątem utworzonym przez swobodną powierzchnię luźnej, pokruszonej skały z płaszczyzną poziomą. Cząsteczki skały znajdujące się na tej powierzchni doświadczają stanu granicznej równowagi. Jeżeli masa cząstki wynosi P (rys. 2.2), to w stanie równowagi granicznej na swobodnej powierzchni na cząstkę działają siły: Pp - siła ciśnienia normalnego dociskająca cząstkę do swobodnej powierzchni; Pτ jest siłą zmierzającą do ruchu cząstki w dół; Fт – siła tarcia zależna od Рn i współczynnika tarcia ftr, R – reakcja podporowa. Ponieważ cząstka jest w równowadze, mamy
tj.
Zatem kąt zsypu zależy od współczynnika tarcia pomiędzy kawałkami skały a powierzchnią, po której może się ona ślizgać. W przypadku podłoża sypkiego (sypkiego) jakim jest piasek można to określić za pomocą cylindrycznego pojemnika bez dna. Kontener ustawiony jest na poziomej platformie i wypełniony kamieniem. Następnie pojemnik podnosi się, a skała tworzy swobodną powierzchnię odpowiadającą kątowi zsypu.
Ogólnie rzecz biorąc, kąt zsypu zależy od chropowatości ziaren, stopnia ich zawilgocenia, rozkładu wielkości i kształtu cząstek, a także gęstości materiału. Wraz ze wzrostem wilgotności do pewnego limitu, np skały podobnie jak węgiel czy piasek, kąt usypu wzrasta. Wraz ze wzrostem wielkości i kątowości cząstek wzrasta również. Generalnie w skałach luźnych mieści się w przedziale 0-40°.
W zależności od kątów usypu określa się maksymalne dopuszczalne kąty zboczy półek i zboczy kamieniołomów, nasypów, hałd i pali.
Kąt spoczynku
Kąt spoczynku
Kąt spoczynku- kąt utworzony przez swobodną powierzchnię luźnego górotworu lub innego materiału sypkiego z płaszczyzną poziomą. Czasami można użyć terminu „kąt tarcia wewnętrznego”.
Cząsteczki materiału znajdujące się na swobodnej powierzchni nasypu znajdują się w stanie równowagi krytycznej (ograniczającej). Kąt zsypu jest powiązany ze współczynnikiem tarcia i zależy od chropowatości ziaren, stopnia ich zawilgocenia, rozkładu wielkości i kształtu cząstek, a także od środek ciężkości materiał.
W zależności od kątów usypu określa się maksymalne dopuszczalne kąty zboczy półek i zboczy kamieniołomów, nasypów, hałd i pali. kąt spoczynku różne materiały
Lista różnych materiałów i ich kąt zsypu. Dane są przybliżone.
| Materiał (warunki) | Kąt spoczynku(stopni) |
|---|---|
| Popiół | 40° |
| Asfalt (kruszony) | 30-45° |
| Kora (odpady drzewne) | 45° |
| Otręby | 30-45° |
| Kreda | 45° |
| Glina (suchy kawałek) | 25-40° |
| Glina (mokry wykop) | 15° |
| nasiona koniczyny | 28° |
| Kokos (rozdrobniony) | 45° |
| Kawa ziarnista (świeża) | 35-45° |
| Ziemia | 30-45° |
| Mąka (pszenna) | 45° |
| Granit | 35-40° |
| Żwir (luzem) | 30-45° |
| Żwir (naturalny z piaskiem) | 25-30° |
| Słód | 30-45° |
| Piasek (surowy) | 34° |
| Piasek (z wodą) | 15-30° |
| Piasek (mokry) | 45° |
| sucha pszenica | 28° |
| sucha kukurydza | 27° |
Zobacz też
Notatki
Fundacja Wikimedia. 2010 .
Zobacz, jaki jest „Kąt spoczynku” w innych słownikach:
kąt spoczynku- Kąt graniczny utworzony przez swobodne nachylenie luźnej gleby z płaszczyzną poziomą, przy którym nie dochodzi do naruszenia stanu stabilnego [Słownik terminologiczny dotyczący konstrukcji w 12 językach (VNIIIS Gosstroy of the ZSRR)] kąt… . .. Podręcznik tłumacza technicznego
Maksymalny kąt nachylenia zbocza zagiętego przez gp, przy którym znajdują się w równowadze, tj. nie kruszą się, nie pełzają. Zależy od składu i stanu osad tworzących zbocze, ich zawartości wody, a w przypadku osad ilastych – wysokości zbocza. Geologiczne… Encyklopedia geologiczna
Kąt (naturalnego) spoczynku- (Böschungswinkel) - kąt względem poziomu, powstający podczas wysypywania materiału sypkiego. [STB EN1991 1 1 20071.4] Nagłówek terminu: Ogólne, symbole zastępcze Nagłówki encyklopedii: Sprzęt ścierny, Materiały ścierne, Drogi… Encyklopedia terminów, definicji i objaśnień materiałów budowlanych
kąt spoczynku- Ostateczne nachylenie zbocza, przy którym tworzące je luźne osady znajdują się w równowadze (nie kruszą się). Syn.: naturalne nachylenie… Słownik geografii
kąt spoczynku- Kąt zsypu 3,25 utworzone przez generującą nachylenie od powierzchnia pozioma przy zrzucaniu materiału sypkiego (ziemi) i zbliżonej do wartości jego kąta tarcia wewnętrznego. Źródło … Słownik-podręcznik terminów dokumentacji normatywnej i technicznej
KĄT ODWROTU- kąt, pod jakim nieuzbrojone zbocze gleby piaszczystej nadal utrzymuje równowagę, lub kąt, pod jakim znajduje się swobodnie wysypany piasek. U.e.o. oznaczane w stanie suchym na powietrzu i pod wodą... Słownik hydrogeologii i geologii inżynierskiej
kąt spoczynku- kąt u podstawy stożka powstały podczas swobodnego wysypywania materiału sypkiego na płaszczyznę poziomą; charakteryzuje sypkość tego materiału; Zobacz także: Kąt zwilżania kąt zwilżania… słownik encyklopedyczny w metalurgii
Kąt graniczny utworzony przez swobodne zbocze luźnej gleby z płaszczyzną poziomą, przy którym nie dochodzi do naruszenia stanu stabilnego (bułgarski; bułgarski) thoughл na naturalnym zboczu ( Czech; Čeština) úhel přirozeneho… … Słownik konstrukcyjny
Słownik ekologiczny
NACHYLENIE GLEBY- (gleba) największy możliwy kąt, jaki tworzy stabilne nachylenie nasypu suchej gleby (gleby) lub mokrej gleby (gleby) pod wodą z poziomą powierzchnią. Słownik Ekologiczny, 2001 Kąt spoczynku gleby (gleby) ... ... Słownik ekologiczny
Postanowienia ogólne
Cel i rodzaje roboty ziemne
Tom roboty ziemne bardzo duży, jest dostępny podczas budowy dowolnego budynku i konstrukcji. Prace ziemne stanowią 10% całkowitej pracochłonności budownictwa.
Wyróżnia się następujące główne typy robót ziemnych:
Układ strony;
Pit i rowy;
koryta;
tamy;
Kanały itp.
Roboty ziemne dzielą się na:
Stały;
Tymczasowy.
Stałe obejmują doły, rowy, nasypy, wykopy.
Wymagania dotyczące trwałych robót ziemnych:
Musi być trwały, tj. wytrzymywać tymczasowe i stałe obciążenia;
zrównoważony;
Dobrze się oprzeć wpływy atmosferyczne;
Dobra odporność na działanie erozyjne;
Musi być nieomylny.
Podstawowe właściwości budynków i klasyfikacja gruntów
Gleba nazywana jest skałami występującymi w górne warstwy skorupa Ziemska. Należą do nich: gleby roślinne, piasek, glina piaszczysta, żwir, glina, glina lessopodobna, torf, różne gleby skaliste i ruchome piaski.
W zależności od wielkości cząstek mineralnych i ich wzajemnych połączeń wyróżnia się następujące gleby :
Połączony - glina;
Niespoiste - piaszczyste i luźne (w stanie suchym), gruboziarniste grunty niecementowe zawierające więcej niż 50% (wagowo) fragmentów skał krystalicznych o średnicy większej niż 2 mm;
Skaliste - skały magmowe, metamorficzne i osadowe o sztywnym połączeniu między ziarnami.
Do głównych właściwości gleb wpływających na technologię produkcji, pracochłonność i koszt prac ziemnych należą:
Waga zbiorcza;
Wilgotność;
Zamazywanie
Sprzęgło;
rozluźnienie;
Kąt spoczynku;
Masa objętościowa to masa 1 m3 gleby w stanie naturalnym w ciele zwartym.
Zbiorcza masa piasku i gleby gliniaste 1,5 - 2 t/m3, skała niespulchniona do 3 t/m3.
Wilgotność - stopień nasycenia porów gleby wodą
g b - g c - masa gleby przed i po suszeniu.
Przy wilgotności do 5% - gleby nazywane są suchymi. Gleby o wilgotności od 5 do 15% nazywane są glebami o niskiej wilgotności. Przy wilgotności od 15 do 30% - gleby nazywane są mokrymi.
Przy wilgotności przekraczającej 30% gleby nazywane są mokrymi.
Spójność to początkowa odporność gruntu na ścinanie.
Siła przyczepności gleby: - gleby piaszczyste 0,03 - 0,05 MPa - gleby gliniaste 0,05 - 0,3 MPa - gleby półskaliste 0,3 - 4 MPa - gleby skaliste powyżej 4 MPa.
Na glebach zamarzniętych siła przyczepności jest znacznie większa.
Rozluźnienie- jest to zdolność gleby do zwiększania objętości podczas rozwoju z powodu utraty komunikacji między cząsteczkami. Wzrost objętości gleby charakteryzuje się współczynnikiem spulchnienia K p. Po zagęszczeniu spulchnionej gleby nazywa się spulchnieniem resztkowym K op.
Kąt spoczynku scharakteryzowany właściwości fizyczne gleba. Wartość kąta zsypu zależy od kąta tarcia wewnętrznego, siły przyczepności i nacisku leżących na siebie warstw. W przypadku braku sił spójności, ograniczający kąt usypu równy kątowi tarcie wewnętrzne. Nachylenie zbocza zależy od kąta nachylenia. Stromość zboczy wykopów i nasypów charakteryzuje się stosunkiem wysokości do fundamentu 
m jest współczynnikiem nachylenia.
Kąty zasypania gruntów i stosunek wysokości zbocza do fundamentu
| gleby | Wartość kątów usypu i stosunek wysokości zbocza do jego początku w różna wilgotność gleby | |||||
| Suchy | Mokry | Mokry | ||||
| Kąt w stopniach | Kąt w stopniach | Stosunek wysokości do długości układania | Kąt w stopniach | Stosunek wysokości do długości układania | ||
| Glina | 1: 1 | 1: 1,5 | 1: 3,75 | |||
| Średnio gliniasty | 1: 0,75 | 1: 1,25 | 1: 1,75 | |||
| Lekka glina | 1: 1,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Piasek drobnoziarnisty | 1: 2,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Średni piasek | 1: 2 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| Piasek gruboziarnisty | 1: 1,75 | 1: 1,6 | 1: 2 | |||
| gleba roślinna | 1: 1,25 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| gleba masowa | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2 | |||
| Żwir | 1: 1,25 | 1: 1,25 | 1: 1,5 | |||
| Kamyk | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2,25 |
Erozja gleby– porywanie cząstek przez przepływającą wodę. Dla piasków drobnych największa prędkość wody nie powinna przekraczać 0,5-0,6 m/s, dla piasków gruboziarnistych 1-2 m/s, dla gleb gliniastych 1,5 m/s.
SP 48.13330.2011 Organizacja budowy; SP 50.101.2004 Projektowanie i montaż podstaw i fundamentów budynków i budowli; STO NOSTROY 2.3.18.2011 Wzmocnienie gruntów metodami iniekcyjnymi w budownictwieRównież oglądam:
1. Postanowienia ogólne
Cel i rodzaje robót ziemnych
Objętość robót ziemnych jest bardzo duża, jest dostępna podczas budowy dowolnego budynku i konstrukcji. Prace ziemne stanowią 10% całkowitej pracochłonności budownictwa.
Wyróżnia się następujące główne typy robót ziemnych:
Układ strony;
Pit i rowy;
koryta;
tamy;
tamy;
Kanały itp.
Roboty ziemne dzielą się na:
Stały;
Tymczasowy.
Stałe obejmują doły, rowy, nasypy, wykopy.
Wymagania dotyczące trwałych robót ziemnych:
Musi być trwały, tj. wytrzymywać tymczasowe i stałe obciążenia;
zrównoważony;
Dobra odporność na wpływy atmosferyczne;
Dobra odporność na działanie erozyjne;
Musi być nieomylny.
Wykonywane są tymczasowe roboty ziemne pod późniejsze prace budowlano-montażowe. Są to rowy, doły, nadproża itp.
Podstawowe właściwości budynków i klasyfikacja gruntów
Gleba nazywana jest skałami występującymi w górnych warstwach skorupy ziemskiej. Należą do nich: gleby roślinne, piasek, glina piaszczysta, żwir, glina, glina lessopodobna, torf, różne gleby skaliste i ruchome piaski.
W zależności od wielkości cząstek mineralnych i ich wzajemnych połączeń wyróżnia się następujące gleby :
Połączony - glina;
Niespójne - piaszczyste i luźne (w stanie suchym), gruboziarniste gleby niecementowe zawierające więcej niż 50% (wagowo) fragmentów skał krystalicznych większych niż 2 mm;
Skaliste - skały magmowe, metamorficzne i osadowe o sztywnym połączeniu między ziarnami.
Do głównych właściwości gleb wpływających na technologię produkcji, pracochłonność i koszt prac ziemnych należą:
Waga zbiorcza;
Wilgotność;
Zamazywanie
Sprzęgło;
rozluźnienie;
Kąt spoczynku;
Masa objętościowa to masa 1 m3 gleby w stanie naturalnym w ciele zwartym.
Gęstość nasypowa gleb piaszczystych i gliniastych wynosi 1,5 - 2 t/m3, gleby skaliste nie są spulchnione do 3 t/m3.
Wilgotność - stopień nasycenia porów gleby wodą
g b - g c - masa gleby przed i po suszeniu.
Przy wilgotności do 5% - gleby nazywane są suchymi.
Gleby o wilgotności od 5 do 15% nazywane są glebami o niskiej wilgotności.
Przy wilgotności od 15 do 30% - gleby nazywane są mokrymi.
Przy wilgotności przekraczającej 30% gleby nazywane są mokrymi.
Spójność - początkowy opór gruntu na ścinanie.
Siła przyczepności gleby:
Gleby piaszczyste 0,03 - 0,05 MP
Gleby gliniaste 0,05 - 0,3 MP
Gleby półskaliste 0,3 - 4 MPa
Skaliste powyżej 4 MPa.
Na glebach zamarzniętych siła przyczepności jest znacznie większa.
Rozluźnienie- jest to zdolność gleby do zwiększania objętości podczas rozwoju z powodu utraty komunikacji między cząsteczkami. Wzrost objętości gleby charakteryzuje się współczynnikiem spulchnienia K p.
Po zagęszczeniu spulchnionej gleby nazywa się spulchnieniem resztkowym K op.
|
gleby |
Wstępny rozluźnienie K r |
Pozostały rozluźnienie K lub |
|
gleby piaszczyste |
1,08 - 1,17 |
1,01 - 1,025 |
|
gliny |
1,14 - 1,28 |
1,015 - 1,05 |
|
Glina |
1,24 - 1,30 |
1,04 - 1,09 |
|
Mergeli |
1,30 - 1,45 |
1,10 - 1,20 |
|
skalisty |
1,45 - 1,50 |
1,20 - 1,30 |
Kąt spoczynku charakteryzuje się właściwościami fizycznymi gleby.
Wartość kąta zsypu zależy od kąta tarcia wewnętrznego, siły przyczepności i nacisku leżących na siebie warstw.
W przypadku braku sił przyczepności graniczny kąt zsypu jest równy kątowi tarcia wewnętrznego.
Nachylenie zbocza zależy od kąta nachylenia. Stromość zboczy wykopów i nasypów charakteryzuje się stosunkiem wysokości do fundamentu 
m - współczynnik nachylenia.
Kąty zasypania gruntów i stosunek wysokości zbocza do fundamentu
|
gleby |
Wartość kątów usypu i stosunek wysokości zbocza do jego początku przy różnej wilgotności gleby |
|||||
|
Suchy |
Mokry |
Mokry |
||||
|
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do długości układania |
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do długości układania |
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do długości układania |
|
|
Glina |
1: 1 |
1: 1,5 |
1: 3,75 |
|||
|
Średnio gliniasty |
1: 0,75 |
1: 1,25 |
1: 1,75 |
|||
|
Lekka glina |
1: 1,25 |
1: 1,75 |
1: 2,75 |
|||
|
Piasek drobnoziarnisty |
1: 2,25 |
1: 1,75 |
1: 2,75 |
|||
|
Średni piasek |
1: 2 |
1: 1,5 |
1: 2,25 |
|||
|
Piasek gruboziarnisty |
1: 1,75 |
1: 1,6 |
1: 2 |
|||
|
gleba roślinna |
1: 1,25 |
1: 1,5 |
1: 2,25 |
|||
|
gleba masowa |
1: 1,5 |
1: 1 |
1: 2 |
|||
|
Żwir |
1: 1,25 |
1: 1,25 |
1: 1,5 |
|||
|
Kamyk |
1: 1,5 |
1: 1 |
1: 2,25 |
|||
Erozja gleby - porywanie cząstek przez przepływającą wodę. Dla piasków drobnych największa prędkość wody nie powinna przekraczać 0,5-0,6 m/s, dla piasków gruboziarnistych 1-2 m/s, dla gleb gliniastych 1,5 m/s.
Zgodnie ze standardami produkcyjnymi wszystkie gleby są grupowane i klasyfikowane według stopnia trudności zagospodarowania różnymi maszynami do robót ziemnych i ręcznie.:
Dla koparek jednonaczyniowych - 6 grup;
Dla koparek wielonaczyniowych - 2 grupy;
Do ręcznego opracowania - 7 grup itp.
Obliczanie objętości robót ziemnych
W praktyce budowlanej konieczne jest głównie obliczenie objętości pracy przy pionowym układzie terenów, objętości wykopów i objętości konstrukcji liniowych (rowów, koryt drogowych, nasypów itp.).
Objętość jest obliczana na rysunkach roboczych i określona w projekcie pracy.
Projekty wykopów powinny obejmować kartogram wykopów, zestawienie objętości nasypu i wykopu oraz ogólny bilans gruntu.
Projekt musi mieć objętość i kierunek ruchu mas gruntu w postaci arkusza lub kartogramu.
Należy przemyśleć technologię zagospodarowania, transportu gleby, zasypywania i zagęszczania.
Projekt powinien zawierać harmonogram robót ziemnych, zasobów ludzkich i materialnych oraz wskazać wybór zestawu maszyn.
Przy obliczaniu objętości wykopów, rowów, wykopów nasypów stosuje się wszystkie znane wzory geometryczne.
Na złożone formy przekroje i nasypy, dzieli się je na szereg prostszych brył geometrycznych, które następnie podsumowuje się.
Określanie objętości mas gruntu w zabudowie dołów
W większości przypadków dół jest ściętą prostokątną piramidą, której objętość określa wzór
:
Rów wejściowy jest określony przez wzór:
Wyznaczanie objętości mas gruntu w konstrukcji obiektów liniowych
Objętość robót ziemnych dla liniowych konstrukcji nasypu, wykopu, rowu można obliczyć ze wzoru:
Przy nachyleniu nieprzekraczającym 0,1 można zastosować wzór F.F. Murzo:
m - współczynnik nachylenia.
Jeśli nachylenie przekracza 0,1, użyj wzoru
Obliczanie objętości na krzywych (wzór Thuldena):
R- promień krzywizny
α - środkowy kąt obrotu
Obliczanie objętości robót ziemnych w planowaniu terenu
Najbardziej celowe jest zaprojektowanie układu terenu w taki sposób, aby zachować zerowy bilans mas ziemi, tj. redystrybucja mas ziemnych na samym terenie, bez importu lub eksportu gleby.
Objętość robót ziemnych określa się na podstawie kartogramu.
Rzut działki podzielony jest na kwadraty o boku od 10 do 50 m, w zależności od ukształtowania terenu. Przy bardziej złożonym terenie kwadraty są podzielone na trójkąty.
Średni znak powierzchni terenu w podziale na kwadraty określa wzór:
ΣH 1- suma znaków punktów, w których znajduje się jeden wierzchołek kwadratu;
ΣH2- suma znaków punktów, w których znajdują się dwa wierzchołki kwadratu;
ΣH4- suma znaków punktów, w których znajdują się cztery wierzchołki kwadratu;
N- Liczba kwadratów.
Po podziale na trójkąty, zgodnie ze wzorem:
ΣH 1- suma znaków punktów, w których znajduje się jeden wierzchołek trójkąta;
ΣH2- suma znaków punktów, w których znajdują się dwa wierzchołki trójkąta;
ΣH 3- suma znaków punktów, w których znajdują się trzy wierzchołki trójkąta;
ΣH 6- suma znaków punktów, w których znajduje się sześć wierzchołków trójkąta;
N- liczba kwadratów.
Z reguły na planowanym terenie zawsze wykonuje się dodatkowe prace ziemne w postaci nasypów i wykopów.
Aby zapewnić saldo zerowe roboty ziemne, konstrukcję tych obiektów uwzględnia się poprzez wprowadzenie poprawki do średniej oceny planowania i współczynnika resztkowego spulchnienia gruntu.
Rozmieszczenie mas ziemnych na terenie.
Po obliczeniu objętości robót ziemnych zaczynają rozkładać masy ziemne. Z jakiego obszaru dokąd przewieźć ziemię.
Wcześniej należy sporządzić bilans robót ziemnych. Ile będzie wykopów, ile nasypów.
Przy rozkładzie mas ziemnych należy wziąć pod uwagę objętość profilową robót ziemnych i objętość roboczą robót ziemnych. Pracownik jest większy, uwzględnia zbocza.
Rozkład mas ziemnych w strukturze liniowej
Uwzględnić:
Transport wzdłużny gleby;
Transport poprzeczny gleby.
Którą drogę wybrać można określić korzystając z nierówności:
C vk + C nr ≤ C vn
Свк - koszt opracowania wykopu i ułożenia gleby w kawalerii;
С нр - koszt zrzucenia do nasypu z rezerwy;
C vn - koszt zagospodarowania gleby i wypełnienia jej nasypem.
Ważne jest prawidłowe obliczenie kosztu transportu na określonych dystansach.
Aby poprawnie określić długość ruchu gleby, pobierane są środki ciężkości nasypu i wykopu i będzie to średnia odległość transportu.
Ogólne informacje o maszynach przeznaczonych do robót ziemnych
Gleby są opracowywane metodami mechanicznymi, hydromechanicznymi, wybuchowymi, kombinowanymi i innymi specjalnymi metodami.
sposób mechaniczny- 80-85% odbywa się w ten sposób, oddzielając glebę poprzez cięcie za pomocą maszyn do robót ziemnych (koparki jedno- i wielonaczyniowe) pracujących do transportu lub zwałowania, lub maszyn do robót ziemnych: buldożerów, zgarniarek , równiarki, równiarki-windy i rowy.
Metoda hydromechaniczna- monitory hydrauliczne - erodują glebę, transportują i spiętrzają lub wysysają glebę z dna zbiornika za pomocą pogłębiarek.
Wybuchowy sposób- polega na wykorzystaniu siły fali uderzeniowej różnych materiałów wybuchowych umieszczanych w specjalnie rozmieszczonych studniach, jest jednym z nich potężne narzędzia mechanizacja pracochłonnych i ciężkich prac.
Metoda łączona- łączy mechaniczne z hydromechanicznym lub mechaniczne z wybuchowym.
Specjalne sposoby- zniszczyć glebę za pomocą ultradźwięków, prądu Wysoka częstotliwość, instalacje cieplne itp.
Dla Praca przygotowawcza kosy spalinowe, wyrywacze, wyrywacze itp.
Transport gleby odbywa się wywrotkami, przyczepami, przenośnikami, koleją. metodą transportową i hydrauliczną.
Do zagęszczania gleby wykorzystuje się wszelkiego rodzaju walce, ubijaki i maszyny wibracyjne.
Koparka jednonaczyniowa- samobieżna maszyna do robót ziemnych o działaniu cyklicznym; załączniki: koparka przednia, koparka, zgarniak, chwytak, pług i obsypka.
Ponadto zastosuj sprzęt wymienny: dźwig, kafar, płyta ubijakowa, maszyna do usuwania pni, kruszarka do betonu itp.
O pojemności łyżki 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 1; 1,25; 2,5; 3; 4,5 m 3 - stosowane w budownictwie i 40; 50; 100; Do prac nadkładowych wykorzystuje się 140 m 3 .
Maksymalna na placu budowy wynosi zwykle 2,5 m 3 .
Koparka czerpakowa- samobieżna maszyna do robót ziemnych ciągłe działanie. Istnieją łańcuchowe i obrotowe.
Spychacz- ostrze noża zawieszane jest na ciągniku. Moc ciągnika 55 - 440 kW (od 75 do 60 KM).
Buldożery służą do kopania, przemieszczania i wyrównywania gleby, a także oczyszczania jej z dołów.
Skrobaki- składają się z łyżki i układu jezdnego na przewodzie pneumatycznym. Istnieją zgarniarki zaczepiane o pojemności łyżki 2,25 - 15 m 3, samobieżne 4,5 - 60 m 3. Robocza prędkość ruchu wynosi 10 - 35 km/h.
Służą do kopania warstwa po warstwie, transportu i zasypywania warstwami gleby. (Najtańsze w robotach ziemnych).
równiarki drogowe- maszyna samobieżna, na ramie której znajduje się lemiesz nóż do cięcia. Przeznaczone do planowania i profilowania prac z glebą.
Równiarki w windzie- wyposażona w pług talerzowy. Służą do warstwowego rozcinania gleby i wywożenia jej na wysypisko lub do pojazdów.
2. Urządzenie do cięć i nasypów
Urządzenie pitne
Dół to wnęka przeznaczona pod budowę części budynku lub konstrukcji znajdującej się pod powierzchnią ziemi, w celu wzniesienia fundamentów.
Doły mają pionowe ściany, elementy złączne i pochyłości.
Według SNiP dozwolone jest kopanie dołów o pionowych ścianach bez mocowania w glebie naturalna wilgotność o nienaruszonej strukturze, przy braku wód gruntowych i głębokości dołów w masie, glebach piaszczystych i żwirowych nie przekracza 1 m; w piaszczysto-gliniastych 1,25 m; w glinie 1,5 m i bardzo gęstej 2 m.
Mocowania są:
Grodzica rozporowa
Ale lepiej jest wykonać dół ze zboczami. Do wykopów przyjmuje się najwyższe dopuszczalne nachylenie zboczy dołów w glebach o naturalnej wilgotności i przy braku wód gruntowych
Głębokość do 1,5 m od 1: 0,25 do 1: 0;
głębokość 1,3 - 3 m od 1: 1 do 1: 0,25;
głębokość 3 - 5 m od 1:1,25 do 1:1,5.
W przypadku głębszych wykopów obliczane są nachylenia.
Rozwój wykopu obejmuje następujące etapy pracy:
Zagospodarowanie gleby z rozładunkiem na krawędzi lub załadunkiem na pojazdy;
Transport gleby;
Układ dna wykopu;
Zasypka z przycięciem i zagęszczeniem.
Kopanie dołu jest procesem wiodącym. Doły zasypywane są koparką jednonaczyniową, zgarniaczką, spycharką oraz metodą hydromechaniczną.
Koparka jednonaczyniowa używana:
Podczas budowy mieszkania 0,3 - 1 m 3;
W budownictwie przemysłowym 0,5 - 2,5 m 3 czasami 4 m 3.
kopanie
Rowy to tymczasowe wgłębienia przeznaczone do ułożenia w nich fundamenty listwowe lub montaż rurociągów i kabli.
Istnieją 3 rodzaje rowów : ściany pionowe, rowy pochyłe i mieszane:
Większość rowów o ścianach pionowych wymaga usztywnień, co oznacza dodatkowy wydatek materiały, dodatkowa praca
Bez mocowania można kopać od 1 do 2 m, w zależności od gęstości gleby. Zalecają jednak natychmiastowe układanie rurociągów lub budowanie fundamentów.
Na glebach lepkich koparki kołowe kopią do 3 metrów, układają rurociągi (gazociągi, ropociągi itp.), Mocowania wykonuje się w miejscach schodzenia ludzi.
Podczas budowy rowów ze zboczami największą stromość przyjmuje się zgodnie z kątem spoczynku i warunkami pogodowymi.
Rowy typu mieszanego układa się z dużą głębokością i obecnością wód gruntowych, których poziom jest wyższy niż dno wykopu.
Mocowania wykopowe są:
Poziomo lub pionowo;
Ze szczelinami lub solidnie;
Zapasy lub brak zapasów.
Ogrodzenia inwentarzowe składają się ze składanych ram i desek inwentarzowych, przekładek inwentarzowych.
Do budowy rowów stosuje się koparki jednołopatkowe: koparkę lub koparkę o pojemności łyżki 0,3 - 1 m 3.
Istnieje możliwość zabudowy koparki ze ścianami pionowymi. Zgarniak na zboczach i w obecności wód gruntowych.
Jeśli rowy nie są głębokie, wysypisko organizuje się obok rowu (ruch boczny lub końcowy).
Jeśli rów jest głęboki, ostrze znajduje się po obu stronach, a koparka porusza się zygzakiem.
Koparka wielonaczyniowa służy do wykonywania rowów do układania rurociągów.
Zmienna wydajność operacyjna koparki kołowej:
C- czas trwania zmiany;
N 1 - liczba wyładowanych wiader na minutę uzależniona jest od prędkości ruchu i odległości między nimi;
k1- stopień wykorzystania koparki;
k3- współczynnik obciążenia łyżki;
G- pojemność wiadra.
Jeśli gleba w rowie zostanie przesunięta, wówczas kładzie się piasek lub drobny żwir i ubija się go (ale nie ziemię). Podczas opracowywania rowów pod fundamenty gleba spod koparki jest zwykle zabierana wywrotkami.
Czasami w bardzo ciasnych warunkach lub gdy rurociąg przechodzi przez drogę lub inną przeszkodę, kopie się sztolnie lub wykonuje się przebicie (układanie bezwykopowe).
Mocowanie rowów jest demontowane od dołu do góry, ale można je również pozostawić (na przykład w ruchomych piaskach).
Zasypywanie rowów odbywa się po badaniu geodezyjnym ułożonych rurociągów lub innej komunikacji.
Zasypywanie odbywa się w dwóch etapach: najpierw rurę posypuje się piaskiem lub drobnym żwirem o grubości 0,2 m, a następnie wszystko inne zagęszczając warstwa po warstwie.
Urządzenie podwodnych okopów
Podwodne rowy są przystosowane do układania syfonów.
Rów jest zawsze zagospodarowany ze zboczami, których nachylenie przyjmuje się dla gleb piaszczystych od 1:1,5 do 1:3, dla glin piaszczystych i iłowych 1:1 - 1:2, dla iłów 1:0,5 - 1:1.
Przy szerokości zabudowy rowów brana jest pod uwagę prędkość przepływu rzeki (w przypadku małych rzek kanał jest zmieniany).
Zagospodarowanie rowów podwodnych, w zależności od warunków lokalnych, odbywa się za pomocą koparki, instalacji zgarniarki linowej, pogłębiarek i monitorów hydraulicznych.
W niektórych przypadkach rowy są opracowywane ręcznie.
Urządzenie z łóżkiem naziemnym
Podłoże jest podstawą górnej konstrukcji samochodu i szyny kolejowe składa się z nasypów i wnęk.
Nachylenie zbocza przyjmuje się w zależności od rodzaju gleby i wysokości nasypu.
Dla grunty niespoiste przy wysokości nasypów do 6 m zaleca się nachylenie zboczy 1:1,5.
Nasypy od 6 m wzwyż powinny mieć zbocza o profilu łamanym, w dolnej części łagodniejsze.
Proces układania podłoża składa się z 2 prac : przygotowawczy i główny.
przygotowawczy- oczyszczenie trasy i rozbicie płótna.
Główny- rozwój, ruch, planowanie i zagęszczanie gleby.
Na każdym odcinku podłoża glebę uprawiają maszyny jednego lub kilku typów, które dobiera się z uwzględnieniem warunków ich użytkowania i zapewnienia najwyższej wydajności.
Buldożery stosowany przy budowie wykopów do 2 m i nasypów o wysokości 1 - 1,5 m przy długości przejazdu 80 - 100 m.
Skrobaki służą do wzdłużnego przemieszczania gleby z wykopów do nasypu na odległość ruchu większą niż 100 m, a także gdy nasypy są ułożone z rezerw bocznych.
Równiarki w windzie- zaleca się stosowanie przy budowie niskich (do 1 metra) nasypów z rezerw na płaskim terenie. Przód pracy każdej maszyny powinien znajdować się w odległości 1,2 - 3 km, długość chwytu powinna wynosić co najmniej 400 m.
Równiarki i równiarki samojezdne przeznaczone są głównie do prac planistycznych i profilowanych, mogą być również stosowane jako maszyny główne przy budowie podtorza o wysokości nasypów do 0,75 m.
Koparki- prostą łopatę lub zgarniak stosuje się tam, gdzie skoncentrowane masy gleby mają wysokość nie mniejszą niż normalna wysokość ściany.
Środki hydromechanizacji stosować, jeżeli w rejonie prac na podłożu znajdują się naturalne zbiorniki i źródła energii elektrycznej.
Mocowanie skarp stałych ziemnych i nasypów
Podczas budowy podtorza, kanałów, wodociągów i kanalizacji oraz innych obiektów konieczne jest wykonanie prac przy umocnieniu skarp i nasypów.
Glebę skarp i brzegów utrwala się spoiwami organicznymi (bitumami), wysiewem trawy, odzieżą ochronną w postaci darni, a także zaroślami, kamieniem, płytami żelbetowymi i specjalnymi konstrukcjami ochronnymi.
Bardziej trwałym mocowaniem jest kostka brukowa lub narzut w klatkach kratowych o wymiarach od 1 x 1 do 1,2 x 1,2 m.
3. Prace pomocnicze przy produkcji robót ziemnych
Drenaż
Wykopy w warstwach wodonośnych zagospodarowuje się metodą drenażu otwartego lub sztucznego odwadniania poziomu wód gruntowych.
Drenaż stosuje się, gdy występuje niewielki przepływ wody.
Wady drenażu:
Zaciera ściany wnęk;
Napływ wody utrudnia wykopy;
Dno wykopu nie zawsze jest suche.
Dlatego organizują sztuczne obniżenie poziomu wód gruntowych.
Odwadnianie
Prowadzone jest obniżanie poziomu wód gruntowych : z zastosowaniem igłofiltrów świetlnych zapewniających jednopoziomowe obniżenie poziomu wód gruntowych do 4 - 5 m oraz dwupoziomowe o 7 - 9 m; igłofiltry ejektorowe umożliwiające jednopoziomowe obniżenie poziomu wód gruntowych do 15 - 20 m; oraz studnie rurowe z głębokimi pompami.
Lekkie igłofiltry składają się z zestawu igłofiltrów, kolektora ssawnego i pomp.
Rury zanurza się metodą hydrauliczną lub wiertniczą. W przypadku głębokich dołów mogą istnieć 2 i 3 poziomy.
W przypadku rowów istnieje możliwość ułożenia z jednej strony.
Igłofiltry z urządzeniem eżektorowym służą do obniżenia poziomu wód gruntowych w jednym poziomie do głębokości 15–20 m.
Głębokie studnie rurowe służą do jednopoziomowego obniżania wód gruntowych na głębokość 60 m lub większą.
Pompy zatapialne instaluje się we wstępnie wywierconych studniach filtrowanych ( obudowa) d 200 - 400 mm.
Stosowane są również pompy artezyjskie.
Sztuczne ogrodzenie wykopów od wód gruntowych
Wykopy gruntowe podczas penetracji warstw ze znacznym dopływem wody można prowadzić pod osłoną lodowo-wodoodpornej ściany z zamarzniętego gruntu lub przy pomocy tiksotropowych nieprzepuszczalnych ekranów.
Sztuczne zamrażanie gleby wykorzystuje się przy zagospodarowywaniu zagłębień w ruchomych piaskach w celu stworzenia tymczasowej wodoodpornej ściany lodowej.
Sita tiksotropowe wykonane są z glin bentonitowych lub z proste gliny zmieszany z cementem 1:2.
Gliny wchłaniają wodę w ilości do 7 razy większej niż ich masa, a po nasyceniu wodą gęstnieją, uzyskując właściwości hydrofobowe.
4. Cechy robót ziemnych w warunki zimowe
Informacje ogólne
Zimą zmienia się struktura gleby: wytrzymałość mechaniczna i oporność cięcie i kopanie gwałtownie wzrasta (kilka razy).
Dlatego prace ziemne bardzo różnią się od letnich.
Czasem jednak warunki zimowe sprzyjają pracom ziemnym. Na przykład na bagnach, gdy rozwijają się gleby muliste, gleby nasycone wodą.
Wiosną pod wpływem wód gruntowych gleba rozmraża się od dołu. Dlatego w momencie rozmrażania woda gruntowa wzrastać.
Pierwsze kryształki lodu w wodach gruntowych pojawiają się przy t = -0,1° C. Zamarzanie gruntu rozpoczyna się przy -6° C i poniżej.
W luźne gleby piasek, woda piaszczysto-gliniasta zamarza w temperaturze t = (- 2°C - 5°C), w glinie w temperaturze t = (- 7°C - 10°C).
Temperatura wewnątrz gleby rozkłada się w zależności od głębokości.
|
temperatura gruntu, w °С |
Głębokość, w m |
|
|
Bez śniegu |
Śnieg 35 cm |
|
|
0,75 |
||
|
0,75 |
||
|
1,25 |
1,15 |
|
|
1,85 |
1,75 |
|
|
2,25 |
||
Głębokość zamarzania gleby zależy od:
Wilgotność – im wyższa wilgotność, tym większa głębokość. Przy wilgotności 30–40% prowadzi do falowania gleby;
Poziom wód gruntowych - im bliżej powierzchni wód gruntowych, tym mniejsze zamarzanie;
Charakter zimy i czas opadów śniegu. Im ostrzejsze wahania powietrza zewnętrznego, tym większa głębokość zamarzania.
Głębokość zamarzania można określić ze wzoru (ziemia nie jest pokryta śniegiem):
H- głębokość zamarzania
k- współczynnik uwzględniający cechy gleby:
Glina - 1;
Ił - 1,06;
Glina piaszczysta - 1,08;
Piasek - 1.12.
z- liczbę dni zimowych do dnia rozliczeniowego.
T- Średnia temperatura powietrze zewnętrzne przez okres od początku zimy do dnia rozliczenia.
Ponadto głębokość zamarzania można określić na podstawie różnych wykresów i tabel. Ogólnie rzecz biorąc, głębokość zamarzania jest określana w naturze.
Ochrona gleby przed zamarzaniem
Ogólnie rzecz biorąc, ochrona gleby przed zamarzaniem jest trudna.
Najprostsze to spulchnianie: bronowanie na głębokość 0,15 - 0,2 m, orka 0,25 - 0,35 m, głębokie spulchnianie koparką do 1,5 m.
Zapewnij drenaż wód jesiennych.
Organizują retencję śniegu o grubości 0,5 - 1,0 m. W celu izolacji pokrywają suchym torfem, liśćmi, żużlem (trociny nie są dozwolone).
Powłoka wodno-powietrzna pianką z substancji powierzchniowo czynnych (surfakantów), ułożona za pomocą generatorów piany warstwą 30 - 40 cm, zmniejsza głębokość zamarzania 10-krotnie.
Ale ocieplenie gleby jest wskazane tylko w pierwszej połowie zimy.
rozwolnienie zamarznięta ziemia
Gdy gleba zamarza do 0,1 m, rozwija się bez spulchniania.
Mrożony gleba zostaje rozluźniona przez materiał wybuchowy Lub mechanicznie.
Wybuchowa metoda spulchniania jest korzystna przy głębokości zamarzania powyżej 0,8 m (metoda jest tania).
Objętość jest dzielona na uchwyty, wiercone są otwory, układane są materiały wybuchowe, wysadzane w powietrze i rozwijane w zwykły sposób.
Zmechanizowane spulchnianie na głębokości 0,25 - 0,4 m za pomocą zrywaka lub koparki z łyżką 0,5 - 1 m 3.
Jeśli głębokość zamarzania wynosi 0,5 - 0,7 m, a objętość nie jest duża, stosuje się młoty swobodnego spadania w postaci klina lub kuli, kruszarki do betonu oparte na koparce hydraulicznej.
Przy głębokości zamarzania do 1,3 m lepiej jest użyć młota wysokoprężnego z klinem.
Ponadto zamarzniętą ziemię można pociąć za pomocą pręta na bloki, które następnie są usuwane.
Niewielką ilość pracy wykonuje się za pomocą młotów pneumatycznych.
Rozmrażanie zamarzniętego gruntu
Metodę tę stosuje się przy niewielkich nakładach pracy, zwykle w ciasnych warunkach.
Glebę można rozmrozić:
gorąca woda;
Prom;
Wstrząs elektryczny;
droga ognia;
Sposób chemiczny (wapno palone).
gorąca woda Lub para podawany jest poprzez igły umieszczone we wcześniej wywierconych otworach.
prąd elektryczny- igły elektryczne, piekarniki elektryczne, elementy grzejne, grzejniki współosiowe, elektrody poziome lub prowadzące.
metoda ogniowa- spalanie dowolnego paliwa (torf, węgiel, drewno opałowe, zrębki, olej napędowy itp.) pod metalową skrzynką lub rurą.
Wykopy, zasypywanie i nasyp
Zimą gleba jest rozwijana w zwykły sposób.
Wykopy wykonywane są solidnie, szybko, a fundamenty kładzie się, gdy grunt jest ciepły.
Izolowane są płytkie rowy (do 1,5 m głębokości) pod fundamenty.
zasypywanie przeprowadza się go zgodnie z następującymi wymaganiami: przy zasypywaniu zatok dołów i rowów zamarznięte bryły nie powinny przekraczać 15% objętości zasypki, wewnątrz budynku są pokryte jedynie rozmrożoną ziemią.
Rurociągi o długości 0,5 m pokryte są rozmrożoną ziemią.
Powyżej można wypełnić go zamarzniętą ziemią, która nie zawiera brył większych niż 5-10 cm.
Wznoszenie nasypów podtorniowych w warunkach zimowych: przy budowie nasypu drogowego dopuszcza się do 20% zamarzniętej gleby, a nasypu kolejowego - do 30%.
Gleby gliniaste w nasypie nie powinny być większe niż 4,5 m.
Wierzchnią warstwę nasypu stanowi rozmrożona gleba o grubości 1 m.
Planując miejsce, dozwolone jest do 60% zamarzniętej gleby.
Fundamenty pod fundamenty można wypożyczyć zamrożone, ale nie na falujących glebach.
5. Organizacja kompleksowo-zmechanizowanego procesu wznoszenia robót ziemnych
Przy złożonej mechanizacji wszystkie procesy ziemne wykonywane są zmechanizowane: spulchnianie, wykopy, transport gleby, wyrównywanie, zagęszczanie.
Wybrana jest maszyna wiodąca, którą należy w pełni wykorzystać.
Do niego wybierana jest reszta zestawu samochodów.
Określa się koszt 1 m 3 przetworzonej gleby i zestaw maszyn porównuje z innym zestawem.
C z - koszt jednostki na 1 m 3
Od 0- całkowity koszt robót ziemnych
V- ogólna głośność
Z m.sm.- koszt zmiany maszyny w rublach.
T- czas pracy maszyny w tym obiekcie
Płyta CD- dodatkowe koszty związane z organizacją robót ziemnych, ruble (budowa dróg, utrzymanie dróg itp.)
W- Płace pracowników nie są wliczane do kosztów maszyn.
6. Kontrola jakości robót ziemnych i ich odbiory
Konieczne jest systematyczne sprawdzanie wykonania pracy dokumentacja projektu oraz wymagania SNiP 3.02.01-87 „Konstrukcje ziemne, fundamenty i fundamenty”.
Konieczne jest prowadzenie dziennika pracy, który odzwierciedla właściwości gleby (plastyczność, wilgotność, lepkość itp.).
Po zakończeniu wykopu sporządzana jest trójstronna ustawa (zleceniodawca, wykonawca, geolog lub projektant) o zgodności podbudowy z projektem w celu umożliwienia dalszych prac.
Przekazując prace ziemne, wykonawca jest zobowiązany przedłożyć komisji rysunki wykonawcze, w których ujęte są wszelkie zmiany, odstępstwa od projektu ukryte dzieła, akty badań gruntu, akty badań geodezyjnych.
Prace laboratoryjne 1. Wyznaczanie kąta opadania i kąta zsypu materiału ziarnisto-bryłowego
Cel pracy.Wyznaczyć wartości kąta zsypu i kąta rozsypania materiału ziarnisto-bryłowego.
Postanowienia teoretyczne . Materiał ziarnisto-grudkowy leżący na pochyłej płaszczyźnie (na przykład na równia pochyła bunkier, na pochyłym przenośniku taśmowym itp.), przy pewnym kącie nachylenia tej płaszczyzny do horyzontu, zaczyna po niej lać. Ten ograniczający kąt nachylenia nazywany jest kątem zrzucania.
W zależności od kształtu kawałków można zaobserwować dwa rodzaje ruchu materiału bryłowego wzdłuż płaszczyzny zalewania: ślizgowy i toczny. Poślizg obserwuje się w kawałkach o rozwiniętych płaskich krawędziach; ruch kawałków jest tu zapobiegany przez tarcie ślizgowe pomiędzy krawędziami kawałków i płaszczyzną przesmyku. Toczenie obserwuje się, gdy kształt kawałków jest zbliżony do kuli. W tym przypadku ruch elementu następuje poprzez jego toczenie, z oporami tarcia tocznego.
Stan graniczny spoczynku warstwy materiału grudkowatego na pochyłej płaszczyźnie występuje, gdy działa siła tarcia F równa projekcji M powaga G na tej płaszczyźnie (rysunek 1). Z drugiej strony ta sama siła tarcia jest proporcjonalna do normalnego nacisku bryłowego materiału na pochyłą płaszczyznę
F= M= fN,
skąd f = M / N = tgα
Gdzie F-współczynnik tarcia, określony przez właściwości samego materiału, równy tga;
α – kąt opadania materiału ziarnisto-grudkowego.
Obrazek 1
Jeśli weźmiemy pod uwagę całą warstwę materiału sypkiego, która porusza się po gładkiej, pochyłej płaszczyźnie, to tutaj nawet w przypadku kawałków o kształcie kulistym materiał ślizga się po płaszczyźnie, a nie toczy się, ponieważ cały materiał „płynie” w ciągłą masę.
Kąt zrzucania zależy od współczynnika tarcia materiału w płaszczyźnie zrzucania, kształtu i wielkości kawałków, struktury powierzchni, wzdłuż której następuje zrzucanie (powierzchnia może być gładka, szorstka, żebrowana itp.) , jak również od zawartości wilgoci w samym materiale grudkowatym.
Jeśli wylejesz ziarnisty materiał na płaszczyznę poziomą, wówczas znajdzie się on na nim w postaci stożka. Kąt pomiędzy tworzącą tego stożka a płaszczyzną poziomą nazywany jest kątem zsypu materiału ziarnisto-bryłowego.
Kąt usypu jest zawsze większy niż kąt zsypu (dla tego samego materiału), ponieważ obecność nierówności na powierzchni materiału zapobiega toczeniu się, a tym bardziej przesuwaniu kawałków. Kąt zsypu w dużej mierze zależy od składu frakcyjnego materiału bryłowego, bo to on determinuje ogólna struktura powierzchnia stożka. Ta niejednorodność wielkości kawałków powoduje jednocześnie dominujące walcowanie dużych kawałków materiału na krawędzi wysypanej hałdy, gdyż nierówności powierzchni powodują mniejsze opory walcowania grubego materiału.sztuk niż małe (ryc. 2). Podczas załadunku zapakowanych absorberów należy uwzględnić nierównomierny rozkład kawałków według wielkości, piece szybowe itp., ponieważ w miejscach dużych kawałków, czyli na obrzeżach, uzyskuje się większy przekrój kanałów i gaz będzie przepływał głównie tymi kanałami, które mają mniejsze opory hydrauliczne.
Materiały drobno rozdrobnione mają większy kąt zsypu, czyli mniejszą płynność, ze względu na bardziej rozwiniętą powierzchnię tarcia.
Rysunek 2
Kąt usypu zależy w dużej mierze od wilgotności materiału, ponieważ woda znajdująca się na powierzchni kawałków powoduje ich sklejanie i tym samym utrudnia ruch poszczególnych kawałków. Im mniejsze kawałki materiału, tym większy wpływ wilgoci; jednak nadmierne zwilżenie prowadzi do wzrostu płynności warstwa po warstwie pomiędzy kawałkami materiału i kąt zsypu ponownie się zmniejsza (tabela 1).
Tabela 1
Rasa | Kąt spoczynku, stopnie, dla skały |
||
suchy | mokry | mokry |
|
Piasek jest gruby | 30 – 35 | 32 – 40 | 25 – 27 |
Piasek średni | 28 – 30 | ||
Piasek jest w porządku | 30 – 35 | 15 – 20 |
|
Żwir | 35 – 40 |
Kąt spoczynku i kąt opadania gwałtownie maleją wraz z ruchem materiału i płaszczyzną, na której leży. Podczas wstrząsów czy wibracji materiał intensywnie się kruszy, rozprzestrzenia, próbując przyjąć pozycja pozioma, ponieważ podczas drgań w określonych momentach zmniejsza się wzajemne tarcie na powierzchni styku elementów ze sobą i z płaszczyzną. Stanowi to podstawę do stosowania urządzeń wibrotransportowych, wibratorów ułatwiających rozładunek bunkrów, wywrotek i urządzeń dozujących.
Znajomość kątów zasypu i rozsypu jest niezbędna przy projektowaniu magazynów, przenośników, pieców szybowych, gdzie mają do czynienia z materiałami sypkimi. Niemożność teoretycznego uwzględnienia wszystkich czynników determinujących wielkość tych kątów prowadzi do konieczności ich doświadczalnego wyznaczania.
Opis instalacji. Aby określić kąt zsypu, należy zastosować gładką poziomą płaszczyznę z zaznaczonymi na niej podziałkami w centymetrach i krótką metalowy cylinder; do określenia kąta rozsypu - urządzenie składające się z wału 1, na który nawinięta jest linka, wspornika 2, poprzez który linka jest połączona z platformą podnoszącą 3 oraz goniometru 4 zamontowanego na osi obrotu platformy podnoszącej . Deska podnosząca wyposażona jest we wskaźnik wskazujący na goniometrze kąt jej wzniesienia (Rysunek 3). Ustawiono skrzynkę do zbierania rozsypanej masy. W pracy wykorzystano także linijkę, skalę i prostokątną metalową ramę.
Rysunek 3
Przeprowadzanie eksperymentów i rejestrowanie obserwacji. Przy określaniu kątów spoczynku i opadania stosuje się materiał sypki dwie lub trzy klasy.
A. Wyznaczanie kąta zsypu
1. Zamontuj metalowy cylinder na środku płaszczyzny poziomej,
2. Zbierz sypki materiał i wlej go do cylindra.
3. Powoli podnieś cylinder, pozwalając, aby materiał swobodnie rozłożył się na płaszczyźnie.
B. Wyznaczanie kąta upadku
1. Połóż prostokątną metalową ramę na płycie podnoszącej i całkowicie przykryj ją sypkim materiałem.
2. Zdejmij prostokątną ramę i powoli obracając wał, ustaw płytę podnoszącą w pozycji pochylonej.
3. Gdy materiał zacznie się kruszyć, przestań podnosić deskę i zanotuj jej kąt nachylenia. Cały materiał z platformy do podnoszenia i jej wspornika przenieść na kartkę papieru, zważyć materiał, dodać odpowiednią ilość wody (wskazaną przez nauczyciela), dokładnie wymieszać i wykonać te same oznaczenia z mokrym materiałem (kroki A, 1 - 4 i B,
Wyniki doświadczeń wpisz do tabeli 2.
Tabela 2
Nazwa badanego materiału | Kąt spoczynku | Kąt upadku |
||||||||
suchy materiał | mokry materiał | suchy materiał | mokry materiał |
|||||||
tgα | tgα | |||||||||
Przetwarzanie wyników eksperymentu. Korzystając ze stosunku, określ wartość tgα i znajdź odpowiednią wartość α z tabel.
rozmiar czcionki: 14,0 pt; rodzina czcionek:" times new roman>gdzie α to kąt zsypu, w stopniach;
H to wysokość ułożonego materiału, cm;
D- średnica wylanej hałdy materiału, cm;
rozmiar czcionki: 14,0 pt; rodzina czcionek:" Times New Roman>– promień ułożonego materiału, cm,
1) Krótkie podsumowanie teorii i celu pracy.
2) Schemat instalacji.
3) Tabela 2.
4) Wnioski dotyczące pracy.
Zadanie przygotowujące do pracy laboratoryjnej .
1) Rozdrabnianie twarde materiały i ich klasyfikacja.
2) Mielenie, przesiewanie i dozowanie ciała stałe.
Pytania kontrolne .
1) Wyjaśnij pojęcie „kąta opadającego”.
2) Rodzaje ruchu materiału grudkowatego wzdłuż płaszczyzny zalewania.
3) Wymienić czynniki, od których zależy wartość kąta zasypu materiału ziarnisto-bryłowego.
4) Wyjaśnić pojęcie „kąta zsypu materiału ziarnisto-bryłowego”.
5) Wymień czynniki, od których zależy wartość kąta zsypu.
6) Powiedz, która wartość jest większa – kąt opadania czy kąt zsypu i wyjaśnij dlaczego.
7) Jak zmienia się wartość kąta opadania i kąta zsypu wraz z ruchem materiału i płaszczyzną, na której leży?
8) Jak kąt zsypu zależy od wilgotności?
9) Czy drobno czy grubo zmielony materiał ma większy kąt zsypu?
10) Dlaczego konieczna jest znajomość kątów usytu i nachylenia?