CN101929942B - 用于散体粗粒土自然安息角测量的装置 - Google Patents
用于散体粗粒土自然安息角测量的装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，包括由上至下依次设置的盛土容器、上接土板和下接土板，所述盛土容器底部设置闸门Ⅰ和闸门Ⅱ，所述闸门Ⅰ和闸门Ⅱ的开口面积小于盛土容器底面积的1/2，所述上接土板与闸门Ⅰ正对并与闸门Ⅱ错开，所述下接土板与闸门Ⅱ正对，使用时，将待测散体装入盛土容器内，扒平盛土容器内的散体，若单独测一种高度时的散体自然安息角时，则打开其对应的闸门使散体自由落体至相应底板上，如需同时测定两种高度时的散体自然安息角，则让两个闸门同时打开使散体自由落体至上、下底板上，待散体垮落稳定后，测定所需要的散体自然安息角。
Description
技术领域
本发明涉及矿山排土场（废石场）边坡技术领域，特别涉及一种测定散体粗粒土自然安息角的装置。
背景技术
自然安息角是矿山排土场(废石场)广泛使用的重要参数之一。因为在废石排放中，废石经过自由落体和滚动等排放过程后会形成散体粗粒土的人工边坡（排土场边坡）。在实际工程中，由于散体的岩性、粒径大小和粒径级配、排放高度和湿度等的不同，导致边坡在同一剖面上，其不同位置的自然安息角是不同的。同时，由于指定范围内的散体体积一般较大，准确测定自然安息角对应位置的散体物理性质（如粒径级配、散体容重）是不现实的，且数据不易量测。因此，通过现场难以建立自然边坡角与各种影响因素（如粒径大小和粒径级配、排放高度、湿度和密度等）的定量关系。所以这就需要在测定散体的粒径大小、粒径级配、湿度和密度的前提下，采用室内仪器测定对应的散体粗粒土自然安息角，从而建立这种定量关系。但目前测自然安息角的仪器仅是针对细颗粒土的自然安息角，没有针对室内测定粗粒土自然安息角的仪器。
因此，需探索一种用于测定散体粗粒土自然安息角的装置，使其在室内和现场均可使用，通过该装置来测定不同粒径级配、不同粒径、不同含水量和不同容重下的散体自然安息角，以研究散体自然安息角与散体粒径级配、散体湿度和散体的容重之间的定量关系，并研究散体自然安息角与其力学参数的一些数学关系，为矿山废石的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于散体粒土自然安息角测量的装置，该装置可在室内和现场使用来测定不同粒径级配、不同粒径、不同含水量和不同容重下的散体自然安息角，以便于研究各项参数之间的关系，为矿山废石的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。
本发明的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，包括由上至下依次设置的盛土容器、上接土板和下接土板，所述盛土容器底部设置闸门Ⅰ和闸门Ⅱ，所述闸门Ⅰ和闸门Ⅱ的开口面积小于盛土容器底面积的1/2，所述上接土板与闸门Ⅰ正对并与闸门Ⅱ错开，所述下接土板与闸门Ⅱ正对。
进一步，还包括架体，所述盛土容器、上接土板和下接土板均固定设置于架体上；
进一步，所述盛土容器上方敞口，其侧壁由透明材料制成；
进一步，还包括固定连接于盛土容器底部并向下延伸的隔板，所述隔板上端位于闸门Ⅰ和闸门Ⅱ之间，隔板下端与上接土板固定连接；
进一步，所述盛土容器为立方体，闸门Ⅰ和闸门Ⅱ对称设置于盛土容器任意中分面的两侧，所述隔板沿所述中分面设置。
发明的有益效果：本发明的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，具有以下优点：
1)能测定两种不同自由落体高度的散体自然安息角；
2)能测定自然垮落后的散体自然安息角；
3)能测定不同粒径大小和不同粒径级配的散体自然安息角；
4)能测定不同容重的散体自然安息角；
5)易于加工，且可重复使用；
6)时效高、成本低；
7)便于运送和存放，适用于室内和现场测定散体自然安息角。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的主视图，图3为图1的A-A剖视图，如图所示：本实施例的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，包括架体6、由上至下依次固定设置于架体上的盛土容器1、上接土板2和下接土板3，通过架体来设置各部件，结构简单，移动方便，所述盛土容器1底部设置闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5，闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5的开口应明显小于盛土容器底面积的一半，以保证试验中盛土容器内有足够的散体残留于盛土容器内，便于测定自然垮落后的散体自然安息角，闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5均由门叶、固定栓、支承座9和插销8构成，门叶通过固定栓和支承座9铰接在盛土容器底部，插销8穿过焊接在盛土容器底部的支承座9后支承门叶使门叶关闭，所述上接土板2与闸门Ⅰ4正对并与闸门Ⅱ5错开，所述下接土板3与闸门Ⅱ5正对，使用时，将待测散体粒土装入盛土容器内，扒平盛土容器内的散体，如单独测一种高度时的散体自然安息角，则抽出相应的插销，使对应的闸门在重力作用下打开，散体粒土通过闸门自由落体至相应底板上形成散体粒土堆，待跨落稳定后即可测量散体自然安息角；如需同时测定两种高度时的散体自然安息角，则让两个闸门同时打开使散体分别自由落体至上底板和下底板上形成散体粒土堆，待散体垮落稳定后，即可测定所需要的散体自然安息角。
本实施例中，所述盛土容器1上方敞口，其侧壁由透明玻璃制成，可直接从盛土容器内部和外部对安息角进行测量，便于观察和测量，当然，盛土容器侧壁由其他透明材料制成同样可以实现本发明的目的。
本实施例中，还包括固定连接于盛土容器1底部并向下延伸的隔板7，所述隔板7上端位于闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5之间，隔板7下端与上接土板2固定连接，隔板用于隔开从闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5中漏下的粒土，且对上接土板起支承作用。
本实施例中，所述盛土容器1为立方体，闸门Ⅰ4和闸门Ⅱ5对称设置于盛土容器1任意中分面的两侧，所述隔板7沿所述中分面设置，以保证落到上接土板和下接土板上的散体粒土体积大致相同，从而可比较不同自由落体高度的散体自然安息角。
在通过本发明对散体粒土进行安息角测量前，首先获得散体的物理力学参数（如最大粒径、粒径级配、含水量和容重等），测量后即可研究散体自然安息角与散体粒径级配、散体湿度和散体的容重之间的定量关系，并研究散体自然安息角与其力学参数的一些数学关系，为矿山废石的排放设计方案和排土场后期的稳定性分析提供理论依据。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的盛土容器（1）、上接土板（2）和下接土板（3），所述盛土容器（1）底部设置闸门Ⅰ（4）和闸门Ⅱ（5），所述闸门Ⅰ（4）和闸门Ⅱ（5）的开口面积小于盛土容器（1）底面积的1/2，所述上接土板（2）与闸门Ⅰ（4）正对并与闸门Ⅱ（5）错开，所述下接土板（3）与闸门Ⅱ（5）正对，还包括固定连接于盛土容器（1）底部并向下延伸的隔板（7），所述隔板（7）上端位于闸门Ⅰ（4）和闸门Ⅱ（5）之间，隔板（7）下端与上接土板（2）固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，其特征在于：还包括架体（6），所述盛土容器（1）、上接土板（2）和下接土板（3）均固定设置于架体（6）上。
3.根据权利要求2所述的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，其特征在于：所述盛土容器（1）上方敞口，其侧壁由透明材料制成。
4.根据权利要求3所述的用于散体粗粒土自然安息角测量的装置，其特征在于：所述盛土容器（1）为立方体，闸门Ⅰ（4）和闸门Ⅱ（5）对称设置于盛土容器（1）任意中分面的两侧，所述隔板（7）沿所述中分面设置。
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