基本介紹
- 中文名：無粘性土天然坡角試驗
- 外文名：Cohesive soil natural slope angle test
- 學科：土木工程
- 目的：測定摩擦角
試驗方法,試樣狀態,注意問題說明,
試驗方法
測定砂土天然坡角的方法很多，常見的有以下幾種：
（1）圓盤法
此法是通過提起盛滿試樣的圓盤，以圓盤上堆積坡面所保持的最大傾角作為天然坡角。通常用天然坡角測定儀進行。操作方法簡便，結果比較穩定，而且也近於天然的堆積情況。
（2）抽板法
將砂樣分隔於方箱之一側，提起中間隔板，任砂體塌滑成一自然坡面，以此坡面與水平面所成的夾角作為天然坡角。此法在提起隔板時，無法避免衝力的影響，使砂體堆成較平的坡角，因而使所得數值偏小。此外，由於提起隔板的速度不同，槽壁摩擦等因素的影響，使結果不夠穩定。
（3）傾倒法
先將長方形槽翻轉45°，裝好試樣，並拂平其土面後慢慢地放回原位，當土粒滑動停止後，其坡面的最大傾角即天然坡角。此法也較簡單。但是它的試驗結果與操作的細緻程度有關，易使結果不夠穩定。當進行水下測定時，因水的動力的影響，將會得到偏小的結果。
其他尚有堆積法、半錐法、活頁抽板法等。
在上述幾種方法中，圓盤法是國內各試驗室較通用的方法，操作簡便，經驗較多，結果比較穩定。
試樣狀態
當用不同含水狀態的試樣進行試驗時，所得資料結果是不一樣的，這是因為試樣受毛管力的作用而產生假凝聚力，因而得到的坡角比在乾燥或水下狀態的坡角都大。因此天然坡角通常用風乾或烘乾的試樣來進行試驗，或者進行水下的試驗。
照顧到工作上的方便和考慮在實際條件下沒有絕對乾燥的土樣，為了減少假凝聚力對結果的影響，因此規程中規定應選用充分風乾的試樣。
注意問題說明
（1）圓盤直徑與試樣直徑的關係
圓盤直徑愈大，測得結果愈準確。為了保證試驗成果的準確，圓盤直徑的下限應視試樣粒徑的上限而定。國內通用圓盤直徑為10cm的天然坡角測定儀，規定適用子粒徑小於2mm的無凝聚性土。可是粒徑大於2mm的凝聚性土在水利工程上遇到較多，因此在規程中規定一種圓盤直徑為20cm的天然坡角測定儀，用以測定粒徑小於5mm的無凝聚性土的天然坡角。若遇到含粒徑大於5mm的無凝聚性土，建議在工地以堆積法進行測定。
（2）傾倒試樣問題
根據以往資料，圓盤在傾倒試樣時，圓盤底下有底盤與否，對測得試驗成果影響較大，一般相差可達5°～6°。
所謂有底盤，即將圓盤降到底盤中間，沿鐵桿四周傾入試樣直到圓盤和鐵桿的刻度完全被試樣埋沒為止，然後慢慢提起。這種方法由於受底盤之限制，使圓盤四周堆積的試樣很多，故在試樣自重作用的影響下，使靠近圓盤試樣的密度比在鬆散狀態蹦要大，所以測得天然坡角往往偏高。所謂無底盤，即將圓盤降到一個水平面上，沿鐵桿四周傾人試樣，待試樣剛剛蓋滿圓盤後即徐徐提起，這樣可克服有底盤的缺點，但在試驗過程中清理試樣時有些不方便。
（3）水下天然坡角測定問題
用圓盤法測定水下坡角時，傾倒試樣方法約有兩種：一種是先將圓盤放入注滿清水的水槽內，將試樣從水面上徐徐倒入圓盤上，待堆滿後慢慢提起，測記其天然坡角。這種方法很難得到準確的結果，因為砂土常含有一部分微小的顆粒，傾倒時由於浮力及水動力的作用，將漂浮在水中，經較長時間才能沉到槽底，致使試樣的級配發生改變。另一種是先將乾燥狀態的試樣堆成一錐體後，再沉入注滿清水的水槽里，然後慢慢提出，測記其天然坡角。這種方法可克服前一種方法的缺點。
