Для того чтобы охарактеризовать основную массу материалов, используется понятие «угол естественного откоса». Оно характеризует максимальный угол, при котором сыпучие материалы, например, уголь, руда, кокс, высыпанные в одну кучу, могут оставаться неподвижными. Такое понятие имеет большое значение в разных областях науки и техники: седиментологии, геоморфологии, гидравлической и химической инженерии. Определение угла естественного откоса имеет ряд целей:
- описание начального движения крупиц;
- исследование устойчивости берегов;
- защита каменных груд;
- удаление груд из резервуаров и т.д.
Особенности измерения угла естественного откоса
Некоторые люди нередко стают свидетелями схода лавины или оползня с холма, когда грязевой поток начинает спускаться с горы. Происходит это из-за чрезмерного накапливания снега, грунта или других материалов, то есть когда угол наклона становится слишком большим. Его также называют критическим углом, и его измерение имеет очень большое значение. В частности, он используется для оценки возможности обрушения горного склона, что является жизненно важным. Не меньшее значение он имеет в металлургии при помещении материалов в колошник – верхнюю часть шахтных печей.
Существует минимальный и максимальный угол, который материал будет выдерживать из-за силы тяжести и эффекта трения между частицами. Рассчитывается он между вершиной сваи или колонны и горизонтальным грунтом. Сухой песок имеет угол естественного откоса 35 градусов, торф – 40 градусов, а цемент – 20 градусов. А вот угол естественного откоса угля составляет 50 градусов. Детально ознакомиться со всеми измерениями можно с помощью специальных таблиц, где записаны данные о разных материалах.
Какие факторы могут влиять на уровень естественного откоса?
Помимо веса, на уровень влияет сам материал. Он отражает различные коэффициенты трения между разными веществами. Например, у пшеницы он будет равняться 25 градусам. Важным фактором является и размер частиц. При нормальных условиях на ровной поверхности мелкозернистый материал будет образовывать более мелкую груду с меньшим естественным откосом, чем зерна крупнее.
Большое влияние оказывает влага. Например, влажный песок имеет гораздо больший угол естественного откоса, чем сухой. Разница может быть даже несколько миллиметров, но даже они могут легко спровоцировать падение материала.
Способы измерения уровня естественного откоса
На измерение может также повлиять и метод, которым производят данный процесс. На сегодняшний день существует много разных способов для измерения угла естественного откоса материала. Среди основных из них стоит выделить:
- метод наклонной коробки;
- метод фиксированной воронки;
- метод вращающегося цилиндра.
Угол естественного откоса – важный показатель, необходимый в разных отраслях. У каждого материала он свой, и измерить его можно различными способами. Самое главное – внимательно изучить все особенности и аспекты.
