С.9.1.1 Краткое описание

(1) Прочность образца сыпучего материала должна определяться при испытании элемента среза. Для описания влияния прочности сыпучих материалов, хранимых в элементах бункера, на нагрузки бункера должны применяться оба параметра с и f_i.

(2) Следовало бы сослаться на ASTM D6128. Однако нужно обратить внимание на то, чтобы параметры, которые определяются с помощью испытаний этого свода правил, не соответствуют тем, которые описываются в настоящем техническом кодексе.

С.9.1.2 Испытательное устройство

(1) В качестве испытательного устройства применяется цилиндрический элемент среза по рисунку С.4. Диаметр элемента D должен составлять не менее 20-кратного значения диаметра максимального зерна сыпучего материала и не должен быть менее 40-кратного значения среднего размера частиц. Высота сжатого образца Н должна находиться между 0,3D и 0,4 D.

Примечание — Эти ограничения относительно размера зерна сыпучего материала выбраны по следующим причинам: Ограниченный максимальный размер зерна сыпучего материала должен гарантировать, что отрицательные влияния с точки зрения расположения и ориентации зерен сыпучего материала вследствие влияния ограничивающей стены не слишком велики. Кроме того, известно, что это влияние больше для случая, когда все частицы имеют примерно одинаковый размер, чем в случае, когда мелкие частицы могут заполнять промежутки между крупными частицами. По этой причине при одинаковых размерах частиц
определяющим является ограничение 10-кратным размером частиц, а при широком распределении размеров частиц ограничение 20-кратным максимальным диаметром частиц.

а)

b)	с)

1 — шероховатая поверхность

Рисунок С.4 — Методы испытаний для определения

угла внутреннего трения f_i и f_с и сцепления с,

основывающиеся на напряжении s_r, устанавливаемом при

предварительном уплотнении:

а — элемент среза;

B — типичная кривая зависимости

напряжения среза от смещения;

С — типичное соотношение между напряжением

Среза и стандартным напряжением,

Определенное при испытании среза

С.9.1.3 Проведение

(1) Эталонное напряжение s_r должно приблизительно соответствовать ожидаемому вертикальному уровню давления хранимого в бункере сыпучего материала р_v по С.2. Подготовка образцов должна осуществляться в соответствии с действиями по С.5.

(2) Срезание образца осуществляется с постоянной скоростью сдвига около 0,04 мм/с.

(3) За основу определения параметров прочности сыпучего материала должно браться напряжение среза t, определенное при горизонтальном смещении или перед горизонтальным смещением
D = 0,06D, причем D представляет собой внутренний диаметр элемента (см. рисунок С.4).

(4) Должны проводиться не менее двух испытаний при условиях, определенных в (5) и (6)
(см. таблицу С.1 и рисунок С.4).

Таблица С.1 — Параметры эксперимента

(5) Для определения напряжения сдвига t_А первый образец материала срезается при стандартной нагрузке в соответствии с эталонным напряжением s_r.

(6) Второй образец, как и первый образец, подвергается сначала стандартной нагрузке, соответствующей эталонномй напряжению s_r, только прямо вплоть до среза. После этого стандартная нагрузка снижается примерно до половины значения эталонного напряжения (s_В » s_r/2). Затем образец продолжает срезаться при этом уровне напряжения, чтобы получить максимальное напряжение сдвига t_В (см. рисунок С.4 b)). Напряжения, определяемые в результате этих двух испытаний, приведены в таблице С.1.

С.9.1.4 Оценка

(1) Угол внутреннего трения при нагрузке f_i хранимого сыпучего материала определяется по формуле

f_i = arctan × (t_А/s_r). (С.4)

(2) Сцепление с, активизирующееся в сыпучем материале при эталонном напряжении, рассчитывается по формуле

с = t_А - s_rtanf_с, (С.5)

где f_с — угол внутреннего трения при разгрузке образца с уплотнением выше критического,
который определяется по формуле

. (С.6)

Примечание — Значение сцепления с сильно зависит от напряжения сжатия s_r, а следовательно, не должно рассматриваться в качестве постоянной характеристики материала.

(3) Для сыпучего материала без сцепления (т. е. с = 0) прочность к срезу должна описываться только углом внутреннего трения f_i, который тогда соответствует f_с.

Примечание — В качестве альтернативы описанным выше испытаниям может использоваться стандартное испытание по трем осям.