4. Ömlesztett szemcsés anyagok belső súrlódásának vizsgálata

A mérés elmélete
A halomban tárolt mezőgazdasági anyagok belsejében ú.n. főfeszültségek vannak jelen. A terhelő erők (pl. súlyerő) hatására nyomó és nyíró erők ébrednek, amelyek a főfeszültségekkel együtt nyugalmi erőrendszert alakítanak ki meghatározott ún. törési feltétel mellett. Mint az elméleti anyagból ismert, a Mohr köröket érintő Coulomb egyenes:

és a s tengely között helyezkednek el a derékszögű t -s koordinátarendszerben azok az a pontok, amelyek t és s koordinátái által meghatározott állapotban a nyugalom (az egyensúly) még fenntartható. A mérési gyakorlat feladata a Coulomb egyenes meghatározása lesz.

A mérés menete
A 21. ábrán (jegyzet) látható nyíródoboz segítségével végezzük a mérést. A doboz tetején keresztül közöljük a dobozban elhelyezett terménnyel a nyomófeszültséget. A doboz felső elmozdítható részéhez erósített kötél segítségével felfüggesztett terhelés hozza létre a nyíróerőt.

Nyomófeszültség: ,

Nyírófeszültség: ,

ahol A a dobozfedő területe

A mérés során ki kell küszöbölnünk a doboz alsó és felső része között a súrlódást. Ezt a termény betöltése után a doboz felsőrész kis megemelésével érhetjük el. Minden mérési fázis után újra kell a terményt a dobozban elrendezni.

Az adott nyomófeszültséget biztosító terheló súly (G₁) mellett a nyíróerőt előidéző súly (G₂) lassú váltaztatásával érjük el a felső dobozrész megmozdulását. Különbözó terhelésekkel mérjük az összetartozó nyomó- és nyírófeszültségeket.

A méréshez szükséges eszközök
1 db nyíródoboz
1 db súlysorozat
termény

Mérési feladat

1. öt különbözó nyomóerő (G₁) mellett mindegyik terhelés alkalmával ötször ismételjük meg a nyírófeszültség meghatározását. A mérési eredményeket rögzítsük táblázatba és ábrázoljuk grafikusan.

2. Állapítsa meg a mérési eredmények alapján a Coulomb egyenes egyenletét:

3. Adja meg az egyenlet alapján a kohézió és a belső súrlódási szög értékét SI mértékrendszerben.

4. Adjon meg a Coulomb egyenes segítségével olyan feszültségpárt, amely mellett törés következhet be.