|
ДОДАТОК С (обов'язковий) |
|
ANNEX C (Normative) |
||||||||||||||
|
ВИМІРЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК СИПКОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ НАВАНТАЖЕНЬ НА БУНКЕР |
|
MEASUREMENT OF PROPERTIES OF SOLIDS FOR SILO LOAD EVALUATION |
||||||||||||||
|
С.1 Загальні положення |
|
C.l Object |
||||||||||||||
|
(1) У цьому додатку наводяться методи визначення параметрів матеріалу що зберігається, які вводять в цьому стандарті виключно для розрахунку навантажень на бункер. Ці методи не мають на меті розрахунок і проектування бункера для забезпечення надійного вивантаження матеріалу. Якщо властивості необхідні для оцінки навантажень, то важливими є наступні аспекти: відповідний рівень тисків набагато вище, ніж для оцінки витікання; підготовка зразків повинна відповідати умовам в зонах матеріалу з найбільшими тисками після заповнення; історія навантаження матеріалу, як правило, відрізняється такою, пов'язаної з зупинкою витікання. З цього випливає, що підготовка зразків в деяких ключових моментах відрізняється від підготовки для вимірювання характеристик витікання. |
|
(1) This annex describes test methods for the determination of the stored solids parameters introduced in EN 1991-4 for the purposes of silo load evaluation only. These methods are not intended for use in design for reliable discharge. Where the properties are required for load assessment, the following aspects are important: the relevant stress level is much larger than that for flow assessment, the sample preparation must reflect conditions in highly stressed parts of the stored solid after filling, and the stress history of the material is generally different from that associated with flow stoppages. As a result, the sample preparation differs in some key ways from that appropriate to the measurement of flow properties. |
||||||||||||||
|
Розподіл упакованих частинок, необхідний для цих випробувань, повинен забезпечувати високі щільності матеріалу що зберігається. Всі параметри, які впливають на тиск в бункері, повинні визначатися в цих умовах, оскільки такий стан для матеріалу є основним станом, що дає верхні характеристичні значення впливів на конструкції бункера. |
|
The particle packing arrangements sought in these tests should achieve high densities for the stored solid. All the parameters that affect silo pressures should be evaluated under these conditions because this condition for the solid is the reference state for the upper characteristic values of the actions on the silo structure. |
||||||||||||||
|
С.2 Сфера застосування |
|
C.2 Field of application |
||||||||||||||
|
(1) Методи випробувань, наведені в цьому додатку, призначені для бункерів класу впливів 3 або для матеріалів, відсутніх в таблиці Е.1, або як альтернатива спрощеним значенням в таблиці Е.1. Стандартні напруження при випробуваннях є вертикальними або горизонтальними, і вони повинні представляти тиск в матеріалі що зберігається в точці переходу, коли бункер знаходиться в повністю заповненому стані. |
|
(1) The test methods defined here are for use on silos in Action Assessment Class 3. or for a stored solid that is not listed in Table E.l, or as an alternative to the simplified values given in Table E.l. The reference stresses in the tests are either vertical or horizontal and they should be representative of the stresses in the stored solid at the silo transition when the silo is in the full condition. |
||||||||||||||
|
(2) Методи випробувань можуть бути використані для вимірювання характеристик матеріалу, які мають загальне відношення до розрахунку бункера. Випробування з визначення значень таких характеристик необхідно виконувати, якщо це можна застосувати, з використанням наступних еталонних рівнів тисків: |
|
(2) The test methods may also be used for the measurement of values of solids properties of general relevance to silo design. Tests to determine such generally relevant values should be carried out, where applicable, using the following reference stress levels: |
||||||||||||||
|
a) |
для представлення вертикальних тисків (див. С.6, С.8 і С.9): стандартне напруження ; |
|
a) |
to represent the vertical pressure (see C.6, C.8 and C.9): reference stress |
||||||||||||
|
b) |
для представлення горизонтальних тисків (див. С.7.2): стандартне напруження . |
|
b) |
to represent the horizontal pressure (see C.7.2); reference stress . |
||||||||||||
|
С.3 Символи |
|
C.3 Notation |
||||||||||||||
|
В даному додатку застосовуються наступні символи: |
|
For the purpose of this annex the following notation applies: |
||||||||||||||
|
поправковий коефіцієнт для характеристики; |
|
property modification coefficient |
||||||||||||||
|
зчеплення (див. рисунок С.4); |
|
cohesion (see Figure C.4) |
||||||||||||||
|
внутрішній діаметр коробки; |
|
cell internal diameter |
||||||||||||||
|
залишкова сила зрізу в кінці випробувань для визначення тертя об стінки; |
|
residual shear force at end of wall friction test (see Figure C.2b) |
||||||||||||||
|
середнє значення коефіцієнта бокового тиску для гладких стін; |
|
mean lateral pressure ratio for smooth wall conditions |
||||||||||||||
|
зміщення верхньої частини зрізної коробки під час випробувань; |
|
displacement of top part of shear cell during test |
||||||||||||||
|
кут внутрішнього тертя, виміряний при навантаженні зразка; |
|
angle of internal friction measured during loading |
||||||||||||||
|
кут внутрішнього тертя, виміряний при зниженому нормальному тиску; |
|
angle of internal friction measured under decreasing normal stresses |
||||||||||||||
|
коефіцієнт тертя між зразком матеріалу і зразком стінки; |
|
coefficient of friction between the sample of solid and the sample of wall |
||||||||||||||
|
стандартне напруження; |
|
reference stress |
||||||||||||||
|
максимальні напруження зрізу, виміряні у випробуваннях на зріз після підвищення нормального тиску (див. рисунок С.4); |
|
final shear stress measured in a shear test after increasing the normal stress (see Figure C.4) |
||||||||||||||
|
максимальні напруження зрізу, виміряні у випробуваннях на зріз після зниження нормального напруження (див. рисунок С.4); |
|
peak shear stress measured in a shear test after decreasing the normal stress (see Figure C.4) |
||||||||||||||
|
напруги зрізу, вимірювані у випробуваннях на зріз. |
|
shear stress measured iii a shear test. |
||||||||||||||
|
С.4 Визначення |
|
C.4 Definitions |
||||||||||||||
|
В даному додатку застосовуються такі визначення: |
|
For the purpose of this annex the following definitions apply. |
||||||||||||||
|
C.4.1 |
|
C.4.1 |
||||||||||||||
|
вторинний параметр: |
|
secondary parameter |
||||||||||||||
|
Будь який параметр, який може вплинути на характеристики матеріалу що зберігається, але не вводиться як основний через мінливість. Вторинними параметрами є: склад, гранулометричний склад, вміст вологи, температура, вік, електричний заряд від переміщення і методи виробництва. Варіації стандартних напружень, зазначених в С.2, повинні розглядатися як вторинні параметри. |
|
any parameter that may influence stored material properties but is not listed as a primary cause of parameter variation. Secondary parameters include composition, grading, moisture content, temperature, age, electrical charge due to handling, and production method. Variations in the reference stresses mentioned in C.2 should each be considered as a secondary parameter |
||||||||||||||
|
C.4.2 |
|
C.4.2 |
||||||||||||||
|
відбір зразків: |
|
sampling |
||||||||||||||
|
Вибір представницьких зразків матеріалу що зберігається або матеріалу стінки бункера з урахуванням мінливості в часі. |
|
the selection of representative samples of stored solids or silo wall material, including variations with time |
||||||||||||||
|
C.4.3 |
|
C.4.3 |
||||||||||||||
|
стандартне напруження: |
|
reference stress |
||||||||||||||
|
Напружений стан, при якому вимірюються характеристики матеріалу. Стандартне напруження зазвичай вибирається таким чином, щоб відповідати рівню тисків після заповнення бункера. Іноді необхідно визначати стандартне напруження з більш ніж одним головним напруженням. |
|
the reference stress is the stress state at which the measurements of stored solid properties are carried out. The reference stress is normally selected to correspond to the stress level in the silo after filling. Sometimes it may be necessary to define the reference stress with more than one principal stress |
||||||||||||||
|
С.5 Відбір зразків та їх підготовка |
|
C.5 Sampling and preparation of samples |
||||||||||||||
|
(1) Випробування повинні проводитися на представницьких зразках сипучих матеріалів. |
|
(1) Testing should be carried out on representative samples of the particulate solid. |
||||||||||||||
|
(2) Вибір зразка повинен здійснюватися з урахуванням відповідного розгляду варіацій, можливих протягом терміну служби бункера, змін внаслідок варіацій умов навколишнього середовища, впливу способу роботи бункера і впливу розшарування матеріалу в бункері. |
|
(2) The choice of sample should be made with appropriate consideration of the variations that may occur during the lifetime of the structure, the changes that may be caused by variations in ambient conditions, the effects of methods of silo operation, and the effects of segregation of solids within the silo. |
||||||||||||||
|
(3) Середнє значення кожної характеристики матеріалу має визначатися з урахуванням мінливості вторинних параметрів. |
|
(3) The mean value for each solids property should be determined making proper allowance for variation of secondary parameters. |
||||||||||||||
|
(4) Стандартне напруження для кожного випробування повинне визначатися по відношенню до напруженого стану в матеріалі що зберігається, після заповнення. Немає необхідності в точному визначенні значення стандартного напруження. |
|
(4) The reference stress for each test should be identified in relation to the stress state in the stored solid after filling. The value of the reference stress need not be accurately defined. |
||||||||||||||
|
Примітка. Точне визначення стандартного напруження вимагало б знання результатів випробувань до їх проведення. Точне значення стандартного напруження не є критичним для випробувань, але випробування повинні проводитися при рівні напружень який підходить для досягнення потрібної мети. |
|
NOTE: A precise evaluation of the reference stress would require the outcome of the test to be known before the test is performed. The precise value of the reference stress is not critical to the tests, but these tests should be performed at stress levels that are appropriate to the purpose to which they will be put. |
||||||||||||||
|
(5) Зазначений нижче метод підготовки зразків слід використовувати для випробувань по С.6, С.7.2, С.8.1 і С.9. |
|
(5) The following method of sample preparation should be used for the tests described in C.6, C.7.2, C.8.1 and C.9. |
||||||||||||||
|
(6) Зразок повинен бути засипаний у випробувальний контейнер без вібрацій або інших ущільнюючих сил і завантажений стандартним тиском . Для того щоб ущільнити зразок, кришку слід повернути за годинниковою стрілкою і проти годинникової стрілки кілька разів на кут близько 10 навколо своєї вертикальної осі. |
|
(6) The sample should be poured into the test cell, without vibration or other compacting forces and the reference stress applied. A top plate should be rotated clockwise and anticlockwise about the vertical axis several times through an angle of at least 10 degrees to consolidate the sample. |
||||||||||||||
|
Примітка 1. Щодо цієї процедури можна послатися на стандарт ASTM D6128. |
|
NOTE 1: Reference may be made to the ASTM Standard D6128 concerning this procedure |
||||||||||||||
|
Примітка 2. Кількість необхідних обертань залежить від матеріалу що тестується. |
|
NOTE 2: The number of twists that is required depends on the solid being tested. |
||||||||||||||
|
(7) Середні значення з випробувань мають бути скореговані з використанням поправочних коефіцієнтів для отримання екстремальних значень. Поправочні коефіцієнти повинні вибиратися з урахуванням впливу вторинних параметрів, мінливості характеристик сипкого матеріалу протягом терміну служби бункера і неточностей при відборі зразків. |
|
(7) The mean test values should be adjusted by conversion factors to derive extreme values. The conversion factors should be selected to allow for the influence of secondary parameters, the variability of the solids properties over the silo life, and for sampling inaccuracies. |
||||||||||||||
|
(8) Поправковий коефіцієнт а для характеристик матеріалу повинен бути скорегований, якщо вплив вторинного параметра складає більше 75 % поправки, яку вносить поправковий коефіцієнт. |
|
(8) The conversion factors a for the properties of a solid should be adjusted if the effect of one secondary parameter accounts for more than 75% of the margin introduced for the solids property by the conversion factor. |
||||||||||||||
|
С.6 Визначення питомої ваги |
|
C.6 Bulk unit weight |
||||||||||||||
|
С.6.1 Принцип випробування |
|
C.6.1 Principle of the test |
||||||||||||||
|
(1) Питому вагу сипкого матеріалу слід визначати на ущільненому зразку сипкого матеріалу. |
|
(1) The bulk unit weight should be determined using a consolidated sample of the particulate solid. |
||||||||||||||
|
Примітка. Метою випробування є отримання досить точної оцінки максимальної щільності, можливої в бункері. Ця мета досягається за рахунок визначення максимально досяжної щільності при рівні тиску, які можливі в бункері. Для досягнення цього необхідно упакувати матеріал в випробувальний прилад з відповідним щільним розміщенням упакованих часток до додавання ущільнюючого тиску. Цього можна досягти вільної засипкою або шляхом повертання кришки до досягнення щільності, яка представляє умови, відповідні для обчислення тиску в бункері. З цієї причини обирається шорстка кришка, обертання якої дозволяє досягти необхідного перерозподілу часток. Ця процедура відрізняється від методу, зазначеного в ASTM D6683-01 «Стандартний метод випробувань для визначення насипної щільності порошкоподібних і інших сипких матеріалів», оскільки останній відноситься до порошкоподібних матеріалів, де метою є досягнення щільності в умовах рихлого стану. |
|
NOTE: The aim of this test is to obtain a good estimate of the maximum density likely to occur in the silo. This aim is achieved by identifying the maximum achievable bulk density at the stress level likely to arise in the silo. To achieve this, it is necessary to pack the solid into the test apparatus with an appropriately densely packed arrangement of the particles before the consolidating stress is applied. This can be achieved either by rain filling of the solid, or by twisting of the lid to achieve a density that is representative of the conditions relevant to silo pressure evaluation. For this reason, a rough lid is chosen, with rotation of the lid to achieve appropriate particle rearrangement. This procedure differs from the ASTM method given in ASTM D6683-01 “Standard test method for measuring bulk density values of powders and other bulk solids" because the latter is chiefly concerned with powders, where the aim is to achieve a loose density. |
||||||||||||||
|
Роз’яснення |
|
Key |
||||||||||||||
|
1 |
стандартне обертання |
|
1 |
Standardised twisting |
||||||||||||
|
2 |
гладка поверхня |
|
2 |
Smooth |
||||||||||||
|
3 |
шорстка поверхня |
|
3 |
Rough |
||||||||||||
|
Рисунок C.1 – Пристрій для визначення |
||||||||||||||||
|
Figure C.l: Device for the determination of |
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
С.6.2 Випробувальний пристрій |
|
C.6.2 Apparatus |
||||||||||||||
|
(1) Для визначення ваги і об'єму зразка матеріалу слід застосовувати коробку по рисунку С.1. Діаметр коробки повинен бути не менше ніж в 5 разів більше максимального розміру часток і не менше ніж в 10 разів більше середнього розміру часток. Висота зразка після ущільнення повинна знаходитися між і . |
|
(1) The cell shown in Figure C.l should be used to measure the weight and volume of the solid sample. The diameter of the cell should be at least 5 times the maximum particle size and not less than 10 times the mean particle size. The compacted height of the sample should be between and . |
||||||||||||||
|
Примітка. Ці обмеження за розміром часток обрані з наступних причин: Максимальний розмір часток обмежується для того, щоб обмеження на розміщення часток, викликані фіксованими лініями стінок, не мали суттєвого впливу на вимірювання щільності. Крім того, відомо, що цей вплив більше для випадку, коли всі частки приблизно однакового розміру, ніж у випадку, коли малі частки можуть займати проміжки між великими частками. Таким чином, при однакових розмірах часток визначальним є обмеження у вигляді 10-кратного середнього розміру часток, а при великому розкиді розмірів частинок - обмеження у вигляді 5-кратного максимального розміру часток. |
|
NOTE: The restrictions on particle sizes are chosen for the following reasons. The maximum particle size is limited to ensure that the restrictions on particle arrangements caused by the fixed lines of the walls do not have an inordinate influence on the measured density. In addition, it is recognized that this influence is greater where the particles are all of about the same size than where smaller particles can occupy the interstitial spaces between the larger particles. Thus, for monosized materials the above restriction is at 10 times the particle size, but for solids with a wide particle size distribution, the restriction falls to 5 times the largest particle size. |
||||||||||||||
|
С.6.3 Методика |
|
C.6.3 Procedure |
||||||||||||||
|
(1) Стандартне напруження повинно дорівнювати вертикальному тиску в матеріалі, що зберігається в бункері. |
|
(1) The reference stress should be equal to the vertical stress in the stored solid in the silo . |
||||||||||||||
|
(2) Підготовка зразків повинна здійснюватися згідно з вказівками С.5. Насипна питома вага зразка визначається шляхом ділення виміряної ваги ущільненого зразка на об’єм в сипучому стані. Висоту слід визначати як середнє значення з трьох вимірювань з однаковим радіусом і кутами 120 по колу коробки. |
|
(2) Sample preparation should be carried out according to the guidelines given in C.5. The bulk unit weight is determined by dividing the weight of a consolidated sample of the particulate solid by the bulk volume. The height should be taken as the mean of three measurements at the same radius and at 120° separations around the cell. |
||||||||||||||
|
Примітка. Якщо щільність вимірюється по ASTM D6683, то може бути отримана більш низька щільність. Відхилення для порошкоподібного сипкого матеріалу, як правило, невелике але може бути значним для матеріалу з крупними зернами. |
|
NOTE: If the density is measured instead using ASTM Standard D6683, a lower density may be found. The difference is generally small for powders, but it may be significant for coarse grained solids. |
||||||||||||||
|
С.7 Тертя об стінки |
|
C.7 Wall friction |
||||||||||||||
|
С.7.1 Загальні положення |
|
C.7.1 General |
||||||||||||||
|
(1) Необхідно розрізняти наступні параметри: |
|
(1) A distinction should be made between the two parameters: |
||||||||||||||
|
– |
коефіцієнт тертя об стінки для визначення тиску; |
|
– |
coefficient of wall friction for the determination of pressures; |
||||||||||||
|
– |
кут тертя об стінки для оцінки витікання. |
|
– |
angle of wall friction for the evaluation of flow. |
||||||||||||
|
(2) Для матеріалів з розкидом розмірів часток, які в процесі заповнення можуть розшаровуватися, вибір зразків матеріалу для визначення коефіцієнтів тертя об стінки повинен здійснюватися з урахуванням впливу розшарування. |
|
(2) For solids containing a range of particle sizes that may segregate during the filling process, the sample used for the determination of the wall friction coefficient should be chosen with appropriate consideration of the effects of segregation. |
||||||||||||||
|
(3) Випробування з визначення тертя об стінки слід виконувати із зразками, вирізаними з стінки, які є представницькими для матеріалів поверхні стінки, які будуть використовуватися при будівництві. |
|
(3) Wall friction tests should be conducted with wall sample coupons that are representative of the wall surface materials that will be used in construction. |
||||||||||||||
|
Примітка. Хоча випробувальні лабораторії можуть мати зразки великої кількості конструкційних і облицювальних матеріалів, індивідуальні зразки можуть мати обробку поверхні, яка відрізняється від якості поверхні в момент будівництва бункера. Вирізані зразки стінки з номінально ідентичним позначенням можуть давати кути тертя об стінки, які відрізняються один від одного на кілька градусів. Якщо це можливо, зразки стінки повинні бути отримані від передбачуваного постачальника конструкційних матеріалів (наприклад, прокатний стан або виготовлювач сосудів). Пофарбовані сталеві поверхні повинні бути покриті фарбою того ж типу. Для більшості проектів рекомендується зберігати зразки стінки для подальшого порівняння з фактично використаними матеріалами. В даний час неможливо дати опис поверхні зразка стінки таким чином, щоб надійно передбачити його поведінку при терті о стінку. |
|
NOTE: Although testing laboratories may have sample coupons of a wide range of construction and lining materials, an individual coupon may have a different finish from that which is available at the time of construction. Coupons of nominally identical description may produce wall friction angles that differ by several degrees. Where possible, wall coupons should be obtained from the anticipated source of the construction material (such as a steel mill or vessel fabricator). Painted steel surfaces should be painted with the same type of paint. For major projects, it is recommended that test coupons are retained for later comparison with the construction materials that are actually used. It is not currently possible to characterize a wall coupon surface in a way that reliably predicts its wall friction behaviour. |
||||||||||||||
|
(4) Якщо стінка бункера може згодом піддаватися корозії або стиранню, то випробування для визначення тертя об стінки повинні виконуватися з новими і використаними зразками. |
|
(4) Wherever the silo wall may later be subject to either corrosion or abrasion, wall friction tests should be conducted on both fresh and used coupons. |
||||||||||||||
|
Примітка. Стан поверхні стінки в бункерах звичайно змінюється з часом. Корозія може збільшити шорсткість поверхні, тоді як абразивний знос може відполірувати або зробити поверхню більш шорсткою. Поверхні, такі як поліетилен, можуть продавлюватися, пофарбовані поверхні можуть бути подряпані. Стіни бункера можуть так само згладжуватися внаслідок накопичення дрібних часток збережених матеріалів в невеликих порожнинах (мастило, дрібні зерна тощо). Ці зміни можуть призвести до появи конічного потоку в бункері, розрахованому на масовий потік, або масовий потік виникне в бункері для конічного потоку. Тиски від заповнення можуть збільшуватися в бункерах з полірованими стінками, дотичний тиск тертя може збільшуватися в бункері з шорсткими стінками. |
|
NOTE: Wall surface finishes in silos usually change over time. Corrosion may roughen a surface, while abrasive wear may either polish or roughen the surface. Surfaces such as polyethylene may be gouged, and painted surfaces may be scratched. Silo walls may also become smoother due to an accumulation of fine products from the stored solids in small voids (grease, fines etc.). These changes may cause a funnel flow pattern to occur in a silo intended for mass flow, or for mass flow to occur in a silo intended for funnel flow. The filling pressures may increase in a silo with polished walls and the filling wall frictional traction may increase in a silo with a roughened wall. |
||||||||||||||
|
С.7.2 Коефіцієнт тертя об стінки для визначення навантажень |
|
C.7.2 Coefficient of wall friction for the determination of pressures |
||||||||||||||
|
С.7.2.1 Принцип випробувань |
|
C.7.2.1 Principle of the test |
||||||||||||||
|
(1) Зразок сипкого матеріалу повинен бути зрушений уздовж поверхні, що представляє стінку бункера (зразок з гофрами у разі бункера з гофрованих листів), при цьому вимірюється сила тертя по поверхні зсуву. |
|
(1) A sample of the particulate solid should be sheared along a surface representing the silo wall (a sample with corrugation in the case of corrugated steel silos) and the friction force at the sheared surface should be measured. |
||||||||||||||
|
Примітка. Інтерпретація результатів випробувань на зсув повинна виконуватися з ретельним урахуванням того, чи визначаються навантаження або параметри витікання. |
|
NOTE: Care should be used to ensure that the wall shear data is interpreted appropriately according to whether loading or flow calculations are being performed. |
||||||||||||||
|
С.7.2.2 Пристрій |
|
C.7.2.2 Apparatus |
||||||||||||||
|
(1) Випробувальний пристрій представлено на рисунку С.2. Діаметр коробки повинен в 20 разів перевищувати максимальний розмір часток і не менше ніж у 40 разів - середній розмір часток. Висота ущільненого зразка повинна знаходитися між і . У разі зразків стінок з нерегулярним, як наприклад, гофрована стінка, розмір коробки повинен вибиратися відповідно. |
|
(1) The test apparatus is shown in Figure C.2. The diameter of the cell should be at least 20 times the maximum particle size and not less than 40 times the mean particle size. The compacted height of the sample should be between and . In the case of wall samples with irregularities such as corrugations the cell size should be selected accordingly. |
||||||||||||||
|
Примітка. Ці обмеження за розміром часток обрані з наступних причин. Максимальний розмір часток обмежується для того, щоб обмеження на розміщення часток, викликані фіксованими лініями стінок, не мали суттєвого впливу на властивість яка вимірюється. Крім того, відомо, що цей вплив більше для випадку, коли всі частинки приблизно однакового розміру, ніж у випадку, коли малі частинки можуть займати проміжки між великими частками. Таким чином, при однакових розмірах часток визначальним є обмеження у вигляді 40-разового середнього розміру часток, а при великому розкиді розмірів часток - обмеження у вигляді 20-разового максимального розміру часток. |
|
NOTE: The restrictions on particle sizes are chosen for the following reasons. The maximum particle size is limited to ensure that the restrictions on particle arrangements caused by the fixed lines of the walls do not have an inordinate influence on the measured property. In addition, it is recognized that this influence is greater where the particles are all of about the same size than where smaller particles can occupy the interstitial spaces between the larger particles. Thus, for monosized materials the above restriction is at 40 times the particle size, but for solids with a wide particle size distribution, the restriction falls to 20 times the largest particle size. |
||||||||||||||
|
С.7.2.3 Методика |
|
C.7.2.3 Procedure |
||||||||||||||
|
(1) В якості стандартного напруження повинен прийматися найбільший горизонтальний тиск в бункері . |
|
(1) The reference stress should be taken as the largest horizontal silo pressure . |
||||||||||||||
|
(2) Підготовка зразків повинна здійснюватися згідно з вказівками С.5. |
|
(2) Sample preparation should be carried out according to the guidelines given in C.5. |
||||||||||||||
|
(3) Після заповнення коробки і перед зрушуванням коробка повинна бути повернена і злегка піднята над поверхнею, що піддається випробуванням, так щоб вимірювалося тільки тертя між частками і поверхнею. |
|
(3) After filling the cell and before shearing, the cell should be rotated and lifted slightly off the test surface, so that only friction between the particles and surface is measured. |
||||||||||||||
|
(4) Зсув зразка повинен виконуватися при постійній швидкості близько 0,04 мм/с. |
|
(4) Shearing of the sample should be carried out at a constant rate of approximately 0,04 mm/s. |
||||||||||||||
|
(5) Залишкову силу (див. рисунок С.2), яка виникає при великих деформаціях, слід використовувати для визначення коефіцієнта тертя об стінки в розрахунках впливів. |
|
(5) The residual friction force (see Figure C.2), attained at large deformations, should be used in the calculation of the coefficient of wall friction for action calculations. |
||||||||||||||
|
(6) Значення коефіцієнта тертя об стінки зразка в розрахунках впливів слід визначати за формулою |
|
(6) The sample value of the coefficient of wall friction for action calculations should be determined as: |
||||||||||||||
|
C.1 |
||||||||||||||||
|
де |
|
where: |
||||||||||||||
|
кінцеве або залишкове значення сили зсуву (див. рисунок С.2, b); |
|
is the final or residual value of the shear force (see Figure C.2b); |
||||||||||||||
|
вертикальна сила, прикладена до кришки коробки. |
|
is the applied vertical load on the cell. |
||||||||||||||
|
С.7.3 Кут тертя об стінки для розрахунків витікання |
|
C.7.3 Angle of wall friction for the evaluation of flow |
||||||||||||||
|
(1) Якщо необхідно отримати кут внутрішнього тертя об стінки для розрахунку витікання, можна звернутися до стандарту ASTM D6128. |
|
(1) Where it is necessary to obtain the angle of wall friction for the evaluation of flow, reference may be made to the ASTM Standard D6128. |
||||||||||||||
|
(2) Кут тертя об стінки для оцінки потоку слід визначати при більш низьких рівнях тиску. |
|
(2) The wall friction value needed for flow assessment should be obtained at low stress levels. |
||||||||||||||
|
(3) Інтерпретація результатів випробувань на зсув повинна виконуватися з ретельним урахуванням того чи визначаються навантаження або параметри витікання. |
|
(3) Care should be used to ensure that the wall shear data is interpreted appropriately according to whether loading or flow calculations are being performed. |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
а - коробка для вимірювання тертя об стінки |
|
b - типові залежності сила зсуву - переміщення |
||||||||||||||
|
a) Cell for measuring wall friction |
|
b) Typical shear-displacement curves |
||||||||||||||
|
Рисунок С.2 – Метод випробувань для визначення коефіцієнта тертя об стінки |
||||||||||||||||
|
Figure C.2: Test method for determination of wall friction coefficient |
||||||||||||||||
|
С.8 Коефіцієнт бокового тиску |
|
C.8 Lateral pressure ratio |
||||||||||||||
|
С.8.1 Пряме вимірювання |
|
C.8.1 Direct measurement |
||||||||||||||
|
С.8.1.1 Принцип випробування |
|
С.8.1.1 Principle of the test |
||||||||||||||
|
(1) Вертикальне напруження слід прикласти до зразка, закріпленого від горизонтальних деформацій. Слід виміряти горизонтальний напруження що виникає і визначити дотичне значення коефіцієнта бокового тиску . |
|
(1) A vertical stress should be applied to a sample constrained against horizontal deformation. The induced horizontal stress should be measured and the secant value of the lateral pressure ratio determined. |
||||||||||||||
|
Примітка 1. Величина коефіцієнта залежить від напрямку головних напружень у зразку. Горизонтальні і вертикальні напруження приблизно є головними напруженнями в зразку, але можуть не бути такими в бункері. |
|
NOTE 1: The magnitude of the coefficient is influenced by the direction of the principal stresses in the test sample. The horizontal and vertical stresses are approximately principal stresses in the test sample whereas they may not be in the silo. |
||||||||||||||
|
Примітка 2. Коли зразок називається закріпленим від горизонтальних деформацій, то це означає, що горизонтальні відносні деформації в матеріалі є настільки малими, що їх вплив на напруження у зразку сипкого матеріалу мінімальне. Однак, ці відносні деформації досить великі, щоб викликати вимірювані явища в тонкій стінці установки або в спеціальних частинах стінки, розрахованих на концентрацію подовжень. Середня відносна деформація по окружності близько 100 мікродеформацій, як правило, відповідає цьому критерію обмеженої відносної деформації в матеріалі з вимірюваними значеннями в установці. |
|
NOTE 2: Where the sample is said to be constrained against horizontal deformation, this means that the horizontal strains in the solid are kept so small that their effect on the stress in the particulate solid sample is minor. Nevertheless these strains are large enough to produce measurable observations in the thin wall of the apparatus, or in special parts of the wall that have been designed to concentrate strains. A mean circumferential strain of the order of 100 microstrains generally meets these criteria of limited strain in the solid with measurable values in the apparatus. |
||||||||||||||
|
Рисунок С.3 – Метод випробування для визначення |
||||||||||||||||
|
Figure C .3: Test method for determining |
||||||||||||||||
|
С.8.1.2 Випробувальний пристрій |
|
С.8.1.2 Apparatus |
||||||||||||||
|
(1) Схема випробувального пристрою представлена на рисунку С.3. Горизонтальний тиск виводиться з відносних деформацій зовнішньої поверхні вертикальної частини, для цього стінка повинна бути тонкою та її конструкція повинна забезпечувати коректну інтерпретацію напруженого стану. |
|
(1) The geometry of the test apparatus is shown in Figure C.3. The horizontal stress should be deduced from strains measured on the outer surface of the vertical section, but the wall must be thin, and the design must ensure that the stress state in the wall is correctly interpreted. |
||||||||||||||
|
Примітка. Як правило, для цього потрібні наступні особливості установки: |
|
NOTE: The following features are generally necessary in this apparatus: |
||||||||||||||
|
a) |
окрема плита основи, незалежна від стінок; |
|
a) |
a separate bottom plate that is independent of the walls; |
||||||||||||
|
b) |
вимір і горизонтальних і вертикальних деформацій циліндричних стінок; |
|
b) |
measurement of both horizontal and vertical strains on the cylindrical walls; |
||||||||||||
|
c) |
розташування пристроїв вимірювання деформацій на достатньому віддаленні від країв зразка; |
|
c) |
locating the strain measurement devices distant from the specimen ends; and |
||||||||||||
|
d) |
перевірка того, що вимірювані деформації співвідносяться з внутрішніми горизонтальними тисками відповідно прийнятого коефіцієнта (вертикальний вигин циліндричної стінки може впливати на це співвідношення). |
|
d) |
verification that the measured strains are related to the internal horizontal stress by the assumed factor (vertical bending of the cylindrical wall may affect this relationship). |
||||||||||||
|
С.8.1.3 Методика |
|
C.8.1.3 Procedure |
||||||||||||||
|
(1) В якості стандартне напруження слід приймати найбільший вертикальний тиск в матеріалі, що зберігається в бункері. |
|
(1) The reference stress should be taken as the highest vertical stress in the stored solid in the silo. |
||||||||||||||
|
(2) Підготовка зразків повинна виконуватися відповідно до вказівок С.5. |
|
(2) Sample preparation should be carried out according to the guidelines given in C.5. |
||||||||||||||
|
(3) Слід розглядати горизонтальне напруження у зразку, що виникає від вертикального напруження , рівного еталонному напруженню . Значення слід визначати по цим тискам (див. рисунок С.3) за формулою |
|
(3) The horizontal stress in the sample that results from application of a vertical stress equal to the reference stress should be observed. The value of should be calculated from these stresses (see Figure C.3) as: |
||||||||||||||
|
(C.2) |
||||||||||||||||
|
(4) Значення слід приймати як |
|
(4) The value of should be taken as: |
||||||||||||||
|
(C.3) |
||||||||||||||||
|
Примітка. Коефіцієнт 1,1 у формулі (С.3) приблизно враховує відмінність між коефіцієнтом бокового тиску , вимірюваним при практично повній відсутності тертя об стінки, та значенням , вимірюваним при наявності тертя об стінки (див. також 4.2. 2 (5). |
|
NOTE: The factor 1,1 in Expression (C.3) is used to give an approximate representation of the difference between the lateral pressure ratio measured under conditions of almost zero wall friction and the value of measured when wall friction is present (see also 4.2.2(5). |
||||||||||||||
|
С.8.2 Непряме вимірювання |
|
C.8.2 Indirect measurement |
||||||||||||||
|
(1) Наближене значення можна вивести з кута внутрішнього тертя , який може бути визначений за методом, вказаним у С.9, або шляхом випробувань відносно трьох осей. Наближене співвідношення за формулою (4.7) слід використовувати для визначення з . |
|
(1) An approximate value for may be deduced from the loading angle of internal friction , which may be determined either from the method described in C.9 or from a triaxial test. The approximate relationship given in Expression (4.7) should be used to deduce from . |
||||||||||||||
|
С.9 Параметри міцності: зчеплення і кут внутрішнього тертя |
|
C.9 Strength parameters: cohesion and internal friction angle |
||||||||||||||
|
С.9.1 Пряме вимірювання |
|
C.9.1 Direct measurement |
||||||||||||||
|
С.9.1.1 Принцип випробування |
|
C.9.1.1 Principle of the test |
||||||||||||||
|
(1) Міцність зразка матеріалу може бути визначена з випробувань методом зрізної коробки. Два параметри і слід використовувати для визначення впливу міцності матеріалу що зберігається на тиск в бункері після заповнення. |
|
(1) The strength of a stored solid sample may be determined from shear cell tests. Two parameters and should be used to define the effects of a stored solid's strength on silo pressures after the silo has been filled. |
||||||||||||||
|
(2) Можна звернутися до ASTM D6128, проте слід зазначити, що параметри, які визначаються шляхом випробувань за цим документом, не ідентичні параметрам по даному стандарту. |
|
(2) Reference may be made to the ASTM D6128, but it should be noted that the parameters derived from the test in that standard are not identical to those defined here. |
||||||||||||||
|
а - зрізна коробка |
||||||||||||||||
|
a) Shear cell |
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
b – типові криві залежності зсув-переміщення |
|
с – типове співвідношення між напруженнями зсуву і нормальним тиском для виміряних напружень зсуву |
||||||||||||||
|
b) Typical shear- displacement curves |
|
c) typical shear stress – normal stress relations for measured shear stresses |
||||||||||||||
|
Рисунок С.4 – Метод випробування для визначення кутів внутрішнього тертя і і зчеплення , на підставі тиску попереднього ущільнення |
||||||||||||||||
|
Figure C.4: Test method for determining the angles of internal friction and and the cohesion based on the preconsolidation stress |
||||||||||||||||
|
С.9.1.2 Пристрій |
|
C.9.1.2 Apparatus |
||||||||||||||
|
(1) Випробувальний пристрій має складатися з циліндричної зрізної коробки, як показано на рисунку С.4. Діаметр зрізної коробки повинен в 20 разів перевищувати максимальний розмір часток і не менше ніж у 40 разів - середній розмір часток. Висота повинна знаходитися між і . |
|
(1) The test apparatus should consist of a cylindrical shear cell, as shown in Figure C.4. The shear cell diameter should be at least 20 times the maximum particle size and not less than 40 times the mean particle size. The height should be between and . |
||||||||||||||
|
Примітка. Ці обмеження за розміром часток обрані з наступних причин. Максимальний розмір часток обмежується для того, щоб обмеження на розміщення часток, викликані фіксованими лініями стінок, не мали суттєвого впливу на властивість яка вимірюється. Крім того, відомо, що цей вплив більше для випадку, коли всі частки приблизно однакового розміру, ніж у випадку, коли малі частинки можуть займати проміжки між великими частками. Таким чином, при однакових розмірах часток визначальним є обмеження у вигляді 40-разового середнього розміру часток, а при великому розкиді розмірів часток - обмеження у вигляді 20-разового максимального розміру часток. |
|
NOTE: The restrictions on particle sizes are chosen for the following reasons. The maximum particle size is limited to ensure that the restrictions on particle arrangements caused by the fixed lines of the walls do not have an inordinate influence on the measured property. In addition, it is recognized that this influence is greater where the particles are all of about the same size than where smaller particles can occupy the interstitial spaces between the larger particles. Thus, for monosized materials the above restriction is at 40 times the particle size, but for solids with a wide particle size distribution, the restriction falls to 20 times the largest particle size. |
||||||||||||||
|
С.9.1.3 Методика |
|
C.9.1.3 Procedure |
||||||||||||||
|
(1) Стандартне напруження повинно приблизно дорівнювати вертикальному тиску в матеріалі що зберігається в бункері, визначеному в С.2. Підготовка зразків повинна виконуватися згідно вказівок С.5. |
|
(1) The reference stress should be approximately equal to the vertical stress in the stored solid in the silo defined in C.2. Sample preparation should be carried out according to the guidelines given in C.5. |
||||||||||||||
|
(2) Зсув зразка повинен виконуватися з постійною швидкістю близько 0,04 мм/с. |
|
(2) Shearing of the sample should be carried out at a constant rate of approximately 0,04 mm/s. |
||||||||||||||
|
(3) Напруги зсуву , що виникають при (або перед) горизонтальному переміщенні , слід використовувати для обчислення параметрів міцності матеріалу, де – внутрішній діаметр коробки (див. рисунок С.4). |
|
(3) The shear stress developed at or before a horizontal displacement of should be used to calculate the strength parameters for the solid, where is the internal diameter of the cell (see Figure C.4). |
||||||||||||||
|
(4) Необхідно проводити не менше двох випробувань (див. таблицю С.1 і рисунок С.4), зазначених нижче в (5) і (6). |
|
(4) At least two tests should be carried out (see Table C.l and Figure C.4) as defined in (5) and (6) below. |
||||||||||||||
|
(5) Перший зразок повинен бути зрізаний при нормальному навантаженні, що викликає стандартне напруження , для визначення напружень зсуву . |
|
(5) The first sample should be sheared under a normal load causing the reference stress to obtain the failure shear stress . |
||||||||||||||
|
(6) Другий зразок слід спочатку завантажити нормальним навантаженням, що викликає стандартне напруження , і довести до зрізу, як і перший зразок. Зсування слід зупинити і прикладену зсувну силу знизити до нуля. Після цього нормальне навантаження на другий зразок знижується приблизно до значення, що викликає половину стандартного тиску (), і зсув виконується знову до отримання напруг зрізу (див. рисунок С.4, b). Напруги, визначені в результаті цих двох випробувань, наведені в таблиці С.1. |
|
(6) The second sample should first be pre-loaded under a normal load causing the reference stress and just brought to shear failure as for the first sample. Shearing should be stopped and the applied shear load reduced to zero. The normal load on this second sample should then be reduced to a value causing approximately half the reference stress and sheared again to obtain the failure shear stress . Stresses determined from the two tests are named in Table C.l). |
||||||||||||||
