休止角

粒状材料的休止角或临界休止角是相对于水平面的最陡下降角或倾斜角,材料可以堆积到该水平面而不会坍塌。 在这个角度,坡面上的材料处于滑动的边缘。 休止角的范围可以从 0° 到 90°。 材料的形态影响休止角; 光滑、圆润的沙粒不能像粗糙、环环相扣的沙子那样陡峭地堆放。 安息角也会受到溶剂添加的影响。 如果少量的水能够弥合颗粒之间的间隙,水对矿物表面的静电吸引将增加休止角,以及土壤强度等相关量。

当散装颗粒材料倾倒在水平表面上时,会形成锥形堆。 桩的表面与水平面之间的内角称为休止角,它与颗粒的密度、表面积和形状以及材料的摩擦系数有关。 具有低休止角的材料比具有高休止角的材料形成更平坦的堆。

该术语在力学中有相关用法,它指的是物体可以停在倾斜平面上而不会滑落的xxx角度。 该角度等于表面之间的静摩擦系数 μs 的反正切。

理论应用

休止角有时用于设计处理颗粒固体的设备。 例如,它可用于设计合适的料斗或筒仓来存储材料,或确定用于运输材料的传送带的尺寸。 它还可用于确定斜坡(例如,堆场或未压实的砾石堤岸)是否可能倒塌; 距骨斜率源自休止角,表示一堆颗粒材料将采用的最陡坡度。 该休止角对于正确计算容器的稳定性也至关重要。

它也常被登山者用作分析山区雪崩危险的一个因

测量

有多种测量休止角的方法,每种方法产生的结果略有不同。 结果也对实验者的确切方法很敏感。 因此,来自不同实验室的数据并不总是具有可比性。 一种方法是三轴剪切试验,另一种是直剪试验。

如果已知材料的静摩擦系数,则可以使用以下函数对休止角进行很好的近似。 此函数对于堆中的单个对象很小且以随机顺序堆放的堆来说有些准确。

各种材料

这是各种材料及其休止角的列表。 所有测量值均为近似值。

有不同的支持

不同的支撑会改变桩的形状,在下图中的沙桩中,尽管休止角保持不变。

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