【文章內(nèi)容簡介】 121in的鋼板倉，實驗用的物料為谷料和砂子。倉內(nèi)壁通過在其表面粘貼砂紙以使其粗糙。以下為從他們的實驗中得到的結論： ? 在卸料過程中，記錄最大側壓力比裝料過程中大 79%。 ? 裝料速度的大小對側壓力的變化影響不大。 ? 物料為谷料或者砂子時，卸料速度的大小對于側壓力沒有影響。 ? 內(nèi)壁光滑的筒倉所受的側壓力要比內(nèi)壁粗糙的大。 ? 同時裝料和卸料的倉壁側壓力與單純卸料時所受側壓力基本相同。 ? 當卸料終止的時候，測得的瞬時動態(tài)壓力值保持不變，且超過 15小時。 ? 系數(shù) k=水平壓力 /豎向壓力 ? （ a） Janssen公式中假設： k=(1sinρ)/ (1+sinρ)=Rankine方程結果的動態(tài)壓力是不正確的，因為， Rankine方程適應于在壓力作用下倉壁移動。 ? （ b）材料的 k值在靜止或者動態(tài)過程中是和 earth pressure at rest 不一致的。 ? （ c）在卸料過程中， k值是增加的，測得的結果為 。 ? 倉壁側壓力因為卸料口的偏心而有很大的變化，且通常比卸料口在中心處的壓力值要大。 ? 物料和倉壁之間的摩擦系數(shù)主要取決于物料和倉壁的粗糙程度。 ? 在裝料或者靜止過程中，休止角 μ要比卸料過程中大。 ? 通過實驗研究， Pieper和 Wenzel得出兩個筒倉中計算壓力的公式：一個用于計算裝料過程的壓力（豎向最大壓力），另外一個計算卸料時的壓力（最大側壓力）。他們的理論，被德國筒倉規(guī)范采納，在本書第二章中提及。 ? 圖 129的壓力曲線來源于直徑為 60cm的鋼板倉實驗。實驗物料為 1到 2mm的石英砂，卸料口的直徑為 12mm。 ? 為了研究偏心卸料在卸料和裝料時對壓力影響，以及倉壁粗糙程度、時間等等因素，在 1960年， Braunschweig大學另外一系列復雜實驗。 ? 為了進行這些實驗，設計了兩種筒倉模型。一個是邊為 700mm 700mm，高 5m，倉壁由 40片互相連接的管片組裝而成（見圖1210）。每片之間的支撐力可以被測量，通過校準可以達到的誤差為 177。 3%。同時，也可以精確測得每一片管片上的荷載。 ? 實驗者稱，這種模型可以很好的適用于研究散體物料的特性，筒倉的粗糙因素，裝料和卸料速度，卸料口的位置和形狀大小（形狀可以通過插入小單元來實現(xiàn)改變）。 ? 第二個實驗，用于實驗粉狀物料。壁厚很薄，直徑 800mm，高度 。內(nèi)壁光滑，壓縮空氣系統(tǒng)允許氣動流量和混合。該裝置用來很多數(shù)量的線性粘貼應變片。第一個實驗中測量精確度不是很精確，誤差限為 177。 10。 ? 研究發(fā)現(xiàn)，從實驗中得到的數(shù)據(jù)可以直接運用到實際中，而不需要再進行任何校準。 粗糙度的影響 ? 墻的角度摩擦系數(shù) μ在一個很大的范圍內(nèi)變化，不論倉在動態(tài)還是靜態(tài)。 μ在動態(tài)狀態(tài)下相當小。和卸料過程的影響相比，倉壁的粗糙程度對于 μ的影響可以說是微不足道的。因此，在德國規(guī)范中， μ僅僅與物料的休止角有關系。實驗還表明，摩擦角，裝料過程時候為 ，卸料這個動態(tài)過程中為 系數(shù) k的影響 ? 根據(jù) Janssen的理論， k假定為： k=(1sinρ)/ (1+sinρ)，是主動土壓力系數(shù)的相關系數(shù)。這一公式在材料靜止時是不正確的。在卸料過程中 k值接近 。德國規(guī)范取 ，及時因為深度增加而導致壓力也增加。 裝料和卸料的影響 ? 研究發(fā)現(xiàn)在筒倉模型試驗中，對稱的卸料、裝料速度以及出料口位置對倉壁壓力的影響幾乎沒有。因此推論，在實際中也無影響。 ? 儲料深度超出直徑兩倍的筒倉，其偏心卸料試驗表明最大壓力與出料口在同一側；另一側倉壁上的壓力與中心卸料情況下的壓力相同。 ? 圖 1211到圖 1220顯示的是不同開口類型筒倉側壓力的變化值試驗模型倉為立方體，物料直徑為 3到 5mm，根據(jù)出料口的類型和數(shù)量，偏心卸料的壓力值比中心卸料的壓力值大約 40%。圖 1221表示的是中心卸料的各種流動類型和可能的盈利幾種位置。 淺沿倉的加載試驗 ? 1981年， Pieper和 Stamou進行了一些列試驗，主要研究淺沿倉在中心裝、卸料和偏心裝、卸料過程中物料在倉壁上的壓力值計算方法。試驗的筒倉為直徑 996mm，高2m，厚度為 10mm的鋼板倉。淺沿倉的底部有三個 50cm2卸料口，一個 ? 在底部中心，一個在倉壁上，一個在在這兩者之間。在倉底部的倉壁上有一個大小為 100cm2的卸料口。每個卸料口都一個特殊的，可以移動的蓋子。壓力的測量通過五個不同的標高處安置粘貼應變片，在每一個標高處都沿圓周布置數(shù)個應變片。試驗用的物料為硬小麥和石英砂（ 3到 5mm）。 ? 粘貼應變片是為了測得水平壓力和倉壁摩擦力。試驗對粗糙和光滑的倉壁都進行了試驗，以下是加載時的條件： ? 在裝料過程中（卸料口關閉） ? 中心卸料過程中 ? 在通過偏心卸料口 倉壁和中心的那個卸料口 卸料的 ? 過程中 ? 在靠近倉壁的卸料口卸料的過程中 ? 在倉壁卸料口的卸料過程中 ? 圖 1222到圖 1229表示倉壁摩擦力荷載（ v）和側壓力（ P）在擁有中心卸料口的裝卸料過程中的大小。這些數(shù)據(jù)還與德國糧倉規(guī)范計算的結果進行了對比，物料的特性如下： ? 石英砂： r=； k= ? 光滑倉壁， μ’= ? 粗糙倉壁， μ’= ? 小麥： r=9kN/m3； k= ? 光滑倉壁， μ’= ? 粗糙倉壁， μ’= ? 圖形顯示，測得和計算的數(shù)據(jù)是不言自明的。它表示，偏心卸料導致不穩(wěn)定的側壓力和倉壁的荷載。不均勻的水平壓力導致水平和豎向彎矩，導致箍筋拉伸。非均勻的水平荷載導致倉壁上出現(xiàn)剪力。圖 1230顯示的是在倉壁上的卸料口處進行偏心卸料時不同位置處的側壓力，物料為小麥。圖 1231表示的是石英砂在該種試驗中的數(shù)據(jù)。 ? 在同一標高且低標高處卸料時側壓力的減小比裝料時的要少。倉壁的光滑程度，物料的類型和儲藏深度對荷載類型的作用影響不夠明顯。 偏心卸料的影響 ? 前沿倉的偏心卸料試驗發(fā)現(xiàn)，不同的偏心卸料其導致的壓力值變化很大，尤其是儲料深度是筒倉直徑的 2倍左右時這種現(xiàn)象更為明顯。這種情況下，卸料口一側的側壓力要比裝料時的小。當物料深度大于兩倍直徑時，壓力的增大十分明顯，尤其是在卸料口一側。 ? 在卸料口一側最需要考慮的不是其壓力的增加，而是其變化。正是這種變化導致了水平和豎向出現(xiàn)彎矩。在設計倉壁的時候必須考慮偏心卸料，以提供充足的強度滿足純拉伸的情況。 Colijn和 Perschl提供了一種考慮該問題的方式。 128 MARTEN’S 試驗（德國） ? 1966年到 1967年，在 Braunschweig和德國，Peter和 Martens進行了一個試驗，為了研究充氣、氣動卸料和均勻化卸料的作用。試驗用的筒倉為直徑 80cm,高度 倉。 ? 總共進行了 163個試驗，試驗的物料有石英砂，沙子，大麥，小麥，石灰粉，水泥粉，小麥粉，試驗的結果如下： 水平壓力， p ? 與單純自動卸料過程中相比，小麥和大麥運用氣動卸料在倉的底部產(chǎn)生了很大的側壓力。較大的側壓力在總高度為 1到 2m處出現(xiàn)。 ? 在物料為粉狀，例如水泥、石灰?guī)r粉和小麥粉等，其側壓力與儲藏的時間有關。在裝料結束后壓力達到最大，隨著時間的推移壓力增大是速度變緩。過 1~2個小時后基本達到穩(wěn)定。圖 1232顯示的是隨著時間的變化其側壓力 p和墻壁摩擦力的變化 v。 ? 圖 1233表示的是粉狀物料氣動卸料時對側壓力的影響。為了對比，其他情形的側壓力值也表示了出來。有趣的是，不同的粉物料在氣動卸料時有不同的表現(xiàn)，盡管在氣動卸料時他們都有側壓力的增加。 ? 同質(zhì)化存儲物料對與側壓力的影響在圖1234到圖 1236中顯示。試驗表明，側壓力隨著儲藏深度的變化線性變化。另外，物料的行為向液體一樣，密度小于沒有氣動的物料。 Martens給出了計算側壓力的理論值，其根據(jù)深度 Y的變化公式如下： ? Py=（ 1n）（ rr1） Y （ 121） ? 其中： ? r材料密度 ? r1空氣密度 ? n材料空隙 ? 石灰?guī)r粉末， n= ? 水泥粉 ,n= ? 小麥粉 ,n= ? 這些試驗結果與德國規(guī)范計算的記過十分相符，德國規(guī)范規(guī)定，均質(zhì)倉中側壓力的計算公式為： ? Py= （ 122） 墻壁摩擦力 V ? 在 Martens的試驗中，充氣后壓力沒有激烈的變化。 ? 粉狀物料對于倉壁摩擦力的影響如下：裝料后的瞬間，石灰?guī)r粉末和水泥粉對于倉壁是摩擦力在倉底部的值要比上部的值大。隨著時間的增加，在儲藏高度的下部1/3處摩擦力減小，在上部 2/3處增大。 ? 在氣動裝石灰?guī)r粉末和水泥的過程中，墻壁的摩擦力也基本相似，變化也不明顯。 ? 和預期一樣，均質(zhì)倉中倉壁摩擦力基本為零。 豎向壓力 P ? 對于充氣物料，豎向壓力與材料種類無關，但與空氣的數(shù)量有關。 ? 和裝料之后相比，粉狀物料的氣動卸料對于豎向壓力有減小作用。 ? 在均質(zhì)物料倉中，因為倉壁摩擦力幾乎為零，所以豎向荷載是線性的。 ? 底部壓力 qb ? 充氣卸料產(chǎn)生的底部壓力要比自然卸料產(chǎn)生的側壓力大。然而，子裝料過程中，底部荷載一般都較大。 ? 氣動過程卸粉狀物料，例如水泥粉石灰?guī)r粉和小麥粉等物料時，其底部壓力一般比裝料時小。 ? 在均質(zhì)試驗中