13.Определение угла внутреннего трения песков по углам обрушения и углу естественного откоса

Отсутствие сцепления в песках позволяет определять угол внутреннего трения ° по углам обрушения и углу естественного откоса. Этот метод применим для сухих и водонасыщенных пес­ков, а также для случая фильтрации воды через откос. Обычно пески имеют в сухом и водонасыщенном состоянии практически одинаковый угол внутреннего трения. Однако пылеватые пески, содержащие большое количество коллоидных частиц, при испы­тании их в водонасыщенном состоянии показывают значительно более низкий угол внутреннего трения.

Для испытаний применяют ящик Кулона, ящик ВИА, прибор Литвинова. Рассмотрим испытание сухих песков в ящике Ку­лона.

Необходимые приборы:

• ящик Кулона,

• металлическая линей­ка;

• совок.

Проведение опыта. В ящик Кулона (рис. 13.1) с прозрачными передней и задней стенками и подвижной боковой стенкой насыпают песок, и поверхность его выравнивают.

1— подвижная боковая стенка; 2 — прозрачная стенка; 3 — рейка-указа­тель; 4 — песок; 5 — транспортир.

Рис.13.1. Ящик Кулона

Подвижную стенку из положения ОА₀ переводят в положе­ние ОА₁ (рис. 13.2, а). Образуется призма обрушения, соответству­ющая случаю активного давления песка. Угол наклона ₁ поверхности обрушения ОВ₁ к вертикали определяют с помощью рейки-указателя и транспортира.

Рис. 13.2. Расчетные схемы определения угла внутреннего трения в ящике Кулона

Опыт повторяют. При этом подвижную стенку переводят в положение ОА₂ (рис. 13.2, б). В этом случае образуется призма обрушения, соответствующая слу­чаю пассивного давления песка. Определяют угол ₂ наклона по­верхности обрушения ОВ₂ к вер­тикали.

Наконец, подвижная стенка переводится в положение ОА₃ (рис. 13.2, в), и песок образует естественный откос, имеющий угол наклона к горизонту  = .

Угол внутреннего трения определяют так:  =₂ -₁ и  = .

Результаты нескольких опытов записывают в таблицу 13.1.

Таблица 13.1

Форма записи данных для определения угла внутреннего трения

№ пробы	№ опыта	Угол обруше­ния песка при актив­ном давлении 1, ^0	Угол обруше­ния песка при пас­сивном давле­нии 2, ^0	Угол внутрен­него трения  =2 -1, ^0	Угол естест­венного откоса песка  =  , ^0	Среднее зна­чение  °
1	1	35	52	17	18	17
	2	34	52	18	17
	3	35	51	16	17