Стенд для определения деформации в образцах горных пород

 

1. СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ В ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий раму с генератором термического воздействия, экран и деформометр с регистрирующей аппара .турой} отличающийся тем, что, с целью повышения информативности измерения за счет одновременного определения величины и знака продольных и поперечных деформаций образца в процессе локального термического воздействия, деформометр выполнен в виде набора разрезных пластин с датчиками продольных и поперечньк деформаций, при этом пластины установлены последовательно, охватывают наружную поверхность образца и соединены попарно датчиками продольных деформаций, установленными на их (Л наружной поверхности, а датчики поперечных деформаций размещены на торцовых поверхностях пластин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3цр Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИ) "

Н ABTOPCHGIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3564541/22 — 03 (22) 11.03.83 (46) 15.04.84 Бюл. r 14 (72) А.Н.Москалев, Н.Я.Трохимец, В.Н.Вахалин и A.È.Ñòåïàíþê (71) Институт геотехнической механики АН УССР (53) 539.21:622.23.02.05 (088.8) (56) 1. Дмитриев А.П. и др. Термическое и комбинированное разрушение горных пород. M., "Недра", 1978, с. 109-112.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 229394, кл. E 21 С 39/ОО, 1967 (прототип). (54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИЙ В ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий раму с генератором термического воздействия, экран и деформометр с регистрирующей аппара.турой, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности измерения за счет одновременного определения величины и знака продольных и поперечных деформаций образца в процессе локального термического воздействия, деформометр выполнен в виде набора раэрезных плас. тин с датчиками продольных и попереч— ных деформаций, при этом пластины установлены последовательно, охватывают наружную поверхность образца и соединены попарно датчиками продольных деформаций, установленными на их наружной поверхности, а датчики поперечных деформаций размещены на торцовых поверхностях пластин.

10861б5 пластины выполнены с канала2. Стенд по п. 1, о. т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, ми для принудительного охлаждения. тур ой f2) Недостатком данного устройства является низкая информативность измерения из-за невозможности одновре- менного определения величины продольной и поперечных деформаций образца в процессе локального термического воздействия, а также низкая точность измерения вследствие влияния источника нагрева на контакти-.. рующие с образцом элементы деформометра.

35

Цель изобретения — повышение информативности измерения эа счет одновременного определения величины и знака продольных и поперечных деформаций образца в процессе локаль ного термического воздействия, а так же повышение точности измерения.

Изобретение относится к аппаратуре, применяемой в исследованиях процесса разрушения горных пород и других твердых сред при локальном воздействии теплового поля. 5

Известны устройства, с помощью которых можно механически моделировать термонапряженное состояние горной породы, а также использовать их для определения деформаций в образцах горных пород при локальном воздействии теплового поля (1) .

Недостатком этих устройств является то, что они позволяют опреде— лить деформацию в образце только в одном направлении, например в про— дольном или поперечном, причем в слое толщиной не менее G 0025 м, что сужает их функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стенд для определения коэффициента линейного теплового расширения и динамического модуля упругости горных пород

P содержащий раму с генератором тер- 25 мического воздействия, экран и деформометр с регистрирующей аппараПоставленная цель достигается, тем, что в устройстве, включающем ра му с генератором термического воздействия, экран и деформометр с ре— гистрирующей аппаратурой, деформометр выполнен в виде набора разрезных пластин с датчиками продольных и поперечных деформаций, при этом пластины установлены последовательно, охватывают наружную поверхность образца и соединены попарно датчиками продольных деформаций, установленными на их наружной поверхности, а датчики поперечных деформаций размещены на торцовых поверхностях пластин.

Кроме того, пластины выполнены с каналами для принудительного охлаждения.

На фиг. I показан стенд для определения деформаций в образцах горных пород, вид сбоку, на фиг. 2 то же„ вид спереди.

Стенд для определения деформами ций в образцах горных пород состоит из рамы i, на который закреплен образец горной породы 2 при помощи зажимов 3, источника термического воздействия 4 с возможностью его перемещения вдоль облучаемой плоскости и экрана 5, служащего для того, чтобы термическое воздействие осуществлялось только на облучаемую поверхность. На боковой поверхности образца горной породы, в том месте, где необходимо измерить деформацию, с натягом размещены разрезные кольца 6 с. каналами 7 для подачи охлаждающей жидкости. Для измерения поперечных деформаций на боковую поверхность кольца наклеены тензодатчики 8, а для измерения продольных деформаций два близлежащих кольца сое динены тензодатчиками 9. Стенд также имеет усилительную тенэостанцию

УТС 10 и осциллограф 11,.

- Измерения деформаций на стенде производятся следующим образом.

При воздействии теплового источника 4 на поверхность образца 2 в последнем как в продольном, так и в поперечном направлении возникают деформации. Эти деформации вызывают соответствующие нагрузки в кольцах 6.

Поперечные деформации сжимают или разжимают кольца 6. Эти деформации регистрируют тензодатчиками 8. Продольные деформации приводят к раздвижению колец 6 относительно друг друга. Величина раздвижения регистрируется тенэодатчиками 9. Сигналы от тензодатчиков поступают сначала на

УТС 10, а затем на осциллограф 11.

Предварительно тензодатчики тарируются на механические напряжения путем механического нагружения образца горной породы вдоль его оси.

Охлаждающие каналы 7 выполнены для того, чтобы во время измерений охлаждать кольца 6 и компенсиро1086165 вать тепло, поступающее в кольца от образца горной породы. В этом случае нагрев колец не вносит погрешность в измерения.

Использование данного стенда позволяет решить важные научные и практические задачи: экспериментально получить значения осевых и радиальных термических напряжений в любом сечении образца горной породы в зависимости от способа температурного воздействия и времени его; определить влияние температурного воздействия на любые типы горных

15 пород; подобрать математические модели при теоретическом расчете термических напряжений при том или ином способе термического воздействия на горную породу,при проекти20 ровании термомеханических породо-. разрушающих инструментов и способов проходки путем сравнения данных о термонапряжениях, полученных на стенде и рассчитанных аналитически.

Фме.2

ВЯЯЯ1Щ,Заказ 2209/33 Т аж 564 Подписное

Филиал ПОП таит, 1 . Ужгород, ул.Проектная,4