Угол естественного откоса — это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью.
Угол естественного откоса зависит от гранулометрического состава и формы
частиц. С уменьшением размера зерен угол естественного откоса становится
положе.
В воздушно-сухом состоянии угол естественного откоса песчаного грунта
равен 30—40°, под водой — 24—33°. Для грунтов, не обладающих сцеплением
(сыпучих), угол естественного откоса не превышает угла внутреннего трения
(9.25)
Для определения угла естественного откоса песчаного грунта в воздушно-сухом состоянии используют прибор УВТ (рис. 9.11, 9.12), под водой — ВИА (рис. 9.13).
Согласно рис. 9.12 при наклоне ящика песок осыпается и, разрыхляясь, образует откос с углом, который можно определить транспортиром или по формуле
(9.26)
Понятие об угле естественного откоса относится только к сухим сыпучим грунтам, а для связных глинистых оно теряет всякий смысл, так как у последних он зависит от влажности, высоты откоса и величины пригрузки на откос и может изменяться от 0 до 90°.
Рис. 9.11. Прибор УВТ-2: 1 — шкала; 2 — резервуар; 3 — мерительный столик; 4 — обойма; 5 — опора; 6 — образец песка
Рис. 9.12. Определение угла естественного откоса вращением емкости (а) и медленным снятием пластинки (б): А — ось вращения емкости
Рис. 9.13. Прибор ВИА: 1 — ящик ВИА; 2 — образец песка; 3 — емкость с водой; 4 — транспортир; 5 — ось вращения; 6— пьезометр; 7— штатив
При разработке и усадке разрыхленного грунта выемки и насыпи образуют естественные откосы различной крутизны. Наибольшую крутизну плоских откосов земляных сооружений, траншей и котлованов, устраиваемых без креплений, следует принимать согласно табл. 9.2. При обеспечении естественной крутизны откосов обеспечивается устойчивость земляных насыпей и выемок.
Таблица 9.2. Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов, град.
| Грунты | Крутизна откосов при глубине выемки, м (отношение высоты к заложению) | ||
| 1,5 | 3,0 | 5,0 | |
| Насыпные неуплотненные | 56(1:0,67) | 45(1:1) | 38(1:1,25) |
| Песчаные и гравийные влажные | 63(1:0,5) | 45(1:1) | 45(1:1) |
| Глинистые: | |||
| супесь | 76(1:0,25) | 56(1:0,67) | 50(1:0,85) |
| суглинок | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 53 (1:0,75) |
| глина | 90(1:0) | 76(1:0,25) | 63(1:0,5) |
| Лессы и лессовидные сухие | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 63(1:0,6) |
| Моренные: | |||
| песчаные, супесчаные | 76(1:0,25) | 60(1:0,57) | 53 (1:0,75) |
| суглинистые | 78(1:0,2) | 63(1:0,5) | 57(1:0,65) |
Откосы насыпей постоянных сооружений выполняют более пологими, чем откосы выемок.
