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。

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素。

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。

测得的休止角可能因使用的方法而异。

此方法适用于单个粒径小于 10 毫米的细粒、非粘性材料。 材料被放置在一个带有透明面的盒子内，以观察颗粒状测试材料。 它最初应该水平并平行于盒子的底部。 盒子慢慢倾斜，直到材料开始大量滑动，然后测量倾斜的角度。

材料通过漏斗倾倒形成锥体。 漏斗的尖端应靠近生长的锥体，并随着堆的生长慢慢升高，以尽量减少掉落颗粒的影响。 当桩达到预定高度或底部达到预定宽度时停止浇注材料。 与其尝试直接测量所得锥体的角度，不如将高度除以锥体底部宽度的一半。 该比率的反正切是休止角。

将材料放置在具有至少一个透明端的圆柱体内。 圆筒以固定速度旋转，观察者观察旋转圆筒内移动的材料。 这种效果类似于看着衣服在缓慢旋转的干衣机中相互翻滚。 颗粒材料在旋转圆筒内流动时会呈现一定的角度。

建议使用此方法获取动态休止角，并且可能与其他方法测量的静态休止角不同。

这是各种材料及其休止角的列表。 所有测量值均为近似值。

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。