Определение угла естественного откоса песка

Углом естественного откоса (α) называется максимальный угол между горизонтом и поверхностью свободного песчаного грунта, при котором песок еще сохраняет равновесие.

Значение угла естественного откоса для сухих песков в рыхлом состоянии практически совпадает с углом внутреннего трения. При проектировании многих земляных сооружений угол естественного откоса сыпучего грунта является одной из основных расчетных характеристик.

Необходимое оборудование и материал:

− сухой сыпучий грунт (песок);

− прибор для определения угла естественного откоса.

Ход работы.

1. В прибор насыпается сухой песок (в малый отсек) до отметки (рисунок 16.1).

2. Поднять перегородку, грунт при этом осыпается (рисунок 16.1), образуя угол естественного откоса, который определяется с помощью транспортира или по тангенсу угла наклона:

tgα =h/ℓ,

где h− высота откоса, см;

ℓ – ширина основание откоса, см.

3.Опыт повторяется не менее трех раз. Расхождение между повторными определениями не должно превышать двух.

4. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений, выраженное в целых градусах (таблица).

Таблица 16.1− Результаты определения угла естественного откоса

песка

Рисунок 16.1 − Установка для определения угла естественного

откоса рыхлой породы

Контрольные вопросы

1. Какими показателями характеризуется рыхлая горная порода?

2.Что называется углом естественного откоса рыхлой горной массы?

3.От чего зависит угол естественного откоса рыхлой горной массы?

4. Где используется угол естественного откоса рыхлой горной массы?

5. Какая рыхлая горная порода называется неоднородной?

17 СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД − КАК ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

Учитывая большое влияние характеристик состояния, строения и состава породного массива на все процессы ведения горных работ, начиная с проектирования вскрытия и выбора системы разработки, весьма существенно получение предварительной информации по этим характеристикам массива.

Трещиноватость горных пород может быть оценена различными коэффициентами трещиноватости.

Общую трещиноватость удобнее описывать объемным модулем трещиноватости, равным отношению одного кубического метра массива к среднему объему структурного блока, отделенного трещинами.

Измерение параметров систем трещин ведут непосредственно на обнажениях массива. По всем трещинам измеряют элементы залегания, расстояния между ними, величину раскрытия, характер трещин, протяженность, искривленность и т. д.

По результатам измерений строят различные диаграммы, наглядно отображающие пространственную ориентировку трещин, например, розы трещин, на которых отмечают азимут их простирания или азимут падения.

Строят также диаграммы трещиноватости массива пород в изолиниях и карты трещиноватости по всему изучаемому массиву пород.

Кроме визуальных измерений параметров трещиноватости массива производят также оценку его нарушенности различными физическими методами, в частности по скорости распространения упругих колебаний.

Измерив скорость распространения упругих воли в горной породе в массиве (v_м)и в образце(v_обр) можно рассчитать акустический показатель трещнноватости:

А_i = (v_м/ v_обр)². (17.1)

Для практически монолитных пород А_i = 1 – 0, 9; для весьма трещиноватых мелкоблочных – около 0, 1.

Определение параметров строения и состава массивов горных пород – гидрогеологических условий, элементов залегания, тектонического строения, размеров, формы, чередуемости породных тел – осуществляют в настоящее время геофизическими методами – непосредственно с поверхности (так называемыми методами полевой геофизики) и скважинными методами.