Wat is de rusthoek?
Rusthoek is een term die wordt gebruikt in wetenschap en techniek en kan twee gerelateerde betekenissen hebben. Het wordt in het algemeen gebruikt om de maximale hoek te beschrijven, gemeten vanaf de horizontaal, waarbij een stapel van een bepaald korrelig materiaal stabiel zal blijven zonder dat het materiaal naar beneden glijdt. Het kan ook verwijzen naar een combinatie van een helling of andere helling en een daarop rustend object. In dit geval is dit de maximale hoek waaronder de helling of helling het object ondersteunt zonder dat het naar beneden glijdt. In beide gevallen zal de kritische rusthoek, zoals het beter bekend is, altijd groter zijn dan 0 ° en minder dan 90 °, en de meeste materialen zullen een van 45 ° of minder hebben.
Elk materiaal van korrelige aard, zelfs wanneer de afzonderlijke eenheden zeer groot zijn, zoals brokken van gebroken beton of rotsen van rotsblok, vormt van nature een stapel in de vorm van een kegel wanneer het vanaf een hoogte op een vlak oppervlak wordt afgezet. Het natuurlijke profiel van deze kegel zal de rusthoek voor dat specifieke materiaal of mengsel benaderen. Zeer kleine of gladde korrels die weinig wrijving op elkaar uitoefenen, hebben de neiging om stapels met ondiepere zijden te vormen. Rougere korrels of die aan elkaar hechten hebben de neiging om stapels te vormen met steilere zijden en een hogere hoek. Vochtgehalte beïnvloedt deze meting voor de meeste materialen ook aanzienlijk.
Geologen, evenals mijnbouw- en civieltechnische ingenieurs, gebruiken deze meting vaak om hellingen en dijken te analyseren op instortingsgevaar en om het potentiële gevaar van lawine te helpen evalueren. Het is nuttig bij het ontwerpen van opslag- en transportmachines voor korrelige materialen, omdat het een ingenieur inzicht kan geven in de juiste grootte en vorm van dergelijke apparaten. Civiel-ingenieurs gebruiken de gegevens bij het ontwerpen en beheren van bouw- en landbeheerprojecten, zoals dijken, dammen en verhoogde wegbeddingen. Geologen en vulcanologen gebruiken het om het mogelijke gedrag van sintelkegels en zandvulkanen te voorspellen, evenals om processen te bestuderen die verband houden met de verwering van rotsen en de afzetting van sedimenten.
Ingenieurs en wetenschappers gebruiken een aantal methoden om de rusthoek van een korrelige stof of mengsel te berekenen. Berekeningen en formules die eerder gepubliceerde gegevens gebruiken, zijn één methode en er zijn verschillende eenvoudige experimenten om de hoek te bepalen voor elke stof met voldoende kleine korrels om gemakkelijk te kunnen worden verwerkt. Afhankelijk van de methode en de nauwkeurigheid van mogelijke metingen, zijn de cijfers meestal benaderingen in plaats van exacte waarden, maar dit vermindert of elimineert hun bruikbaarheid niet.