Vad är Angle of Repose?

Angle of repose är en term som används inom vetenskap och teknik och kan ha två relaterade betydelser. Det används vanligtvis för att beskriva den maximala vinkeln, mätt uppåt från horisontalen, vid vilken en hög med ett visst granulärt material förblir stabilt utan att något av materialet glider nedåt. Det kan också hänvisa till en kombination av en ramp eller annan sluttning och ett föremål som vilar på den. I det här fallet är det den maximala vinkeln vid vilken rampen eller lutningen stöder föremålet utan att det glider nedåt. I båda fallen kommer den kritiska reposvinkeln, som den är mer känt, alltid att vara större än 0 ° och mindre än 90 °, och de flesta material kommer att ha en av 45 ° eller mindre.

Allt material av granulär natur, även när de enskilda enheterna är mycket stora, som bitar av trasiga betong- eller stenblock, bildar naturligtvis en hög i form av en kon när den placeras på en plan yta från en höjd. Den naturliga profilen för den här konen kommer att ungefär ligga på reposvinkeln för det specifika materialet eller blandningen. Mycket små eller släta granuler som utövar lite friktion på varandra tenderar att bilda högar med grundare sidor. Råare granuler eller sådana som vidhäftar varandra tenderar starkt att bilda högar med brantare sidor och en högre vinkel. Fuktinnehåll påverkar också denna mätning avsevärt för de flesta material.

Geologer, såväl som gruv- och civilingenjörer, använder ofta denna mätning för att analysera sluttningar och vallar med avseende på risk för kollaps samt hjälpa till att utvärdera potentiell risk för lavin. Det är användbart vid utformning av lagrings- och transportmaskiner för granulatmaterial eftersom det kan ge en ingenjör insikt i lämplig storlek och form på sådana anordningar. Anläggningsingenjörer använder uppgifterna när de utformar och hanterar bygg- och markhanteringsprojekt, såsom hissar, dammar och upphöjda vägbäddar. Geologer och vulkanologer använder det för att förutsäga möjliga beteenden hos cinderkottar och sandvulkaner, samt för att studera processer relaterade till förvitring av berg och avsättning av sediment.

Ingenjörer och forskare använder ett antal metoder för att beräkna reposvinkeln för ett granulärt ämne eller en blandning. Beräkningar och formler som använder tidigare publicerade data är en metod, och det finns flera enkla experiment för att bestämma vinkeln för ett ämne med tillräckligt små korn för att enkelt kunna hanteras. Beroende på metod och noggrannhet i möjliga mätningar tenderar siffrorna att vara nära närmare snarare än exakta värden, men detta minskar eller eliminerar inte deras användbarhet.