Устройство для полевых испытаний горных пород
Изобретение относится к испытательной технике и м.б. использовано в горном деле для исследования реологических свойств пород. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов заданных де
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„4 5 9 (S1) 4 Е 21 С 39/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248625/23-03 (22) 21.05.87 (46) 15.03.89. Бюл. И- 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В,Лодус (53) 622.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 395735, кл. G 01 L 7/00, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 11ОЛЕВЫХ ИСПЫТАЧИЙ
ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к испытательной технике и м.б. использовано в горном деле для исследования реологических свойств пород. Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов заданных деI l 46 формаций и заданных усилий на пуансоах (П). В цилиндрическом корпусе 1 ерпендикулярно его оси установлены одпружиненные П 2,3 с клиновым при" водом перемещения в виде установленной в корпусе 1 штанги 4 с клиновыми пазами 5 и 6, в которые входят торцы
П 2,3. На конце штанги 4 установлена гайка (Г) 7. Между Г 7 и торцом коруса 1 расположена силовая пружина 8.
На штанге 4 установлена с возможнос" тью взаимодействия с торцом корпуса 1 ополнительная Г 9. Между Г 9 и П 2,3 на штанге 4 закреплен измеритель (И)
10 нагрузки, а между Г 7 и 9 — дополнительньй И 11 нагрузки. На П 2,3 установлены И 12 и 13 нагрузки íà D. я определения ползучести породы 14 нагружение проводят в режиме заданных постоянных нагрузок. При ослабленной Г 9 вращением Г 7 деформируют пружину 8 и перемещают П 2,3 до со-5569 дания нагрузок на стенки скважины заданной нагрузки. Постоянная нагрузка на П 2,3 во время развития деформации ползучести породы 14 поддерживается энергией пружины 8. Для испытаний породы 14 на релаксацию напряжений нагружение проводят в режиме заданных постоянных деформаций. При ослабленной Г 7 вращают Г 9 и перемещают П 2,3 на заданную величину, после чего. регистрируют изменение нагрузки на П 2,3 во времени. Для перехода с режима испытания при заданных деформациях на режим испытания при заданных нагрузках вращают Г 7 до выравнивания показаний И 10 и 1!.
Для обратного перехода вращают Г 9 до превышения показаний И 10 над показаниями И 11, после чего обратным вращением Г 7 разгружают пружину 8.
,1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для оп-! ределения реологических свойств горных пород в массиве грунтов, строк1 тельных и других материалов.
Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов заданных деформаций и заданных усилий на пуансонах, На чертеже представлена схема устройства для полевых испытаний горных пород.
Устройство соцержит цилиндрический корпус 1, пуансоны 2 и 3 по числу участков нагружения, установленные в корпусе 1 перпендикулярно его оси.
Пуансоны 2 имеют клиновой привод перемещения в виде установленной в корпусе 1 штанги. 4 с клиновыми пазами 5 и 6, в которые входят торцы пуансо нов 2 и 3. На конце штанги 4 установлена гайка 7. Между последней и торцом корпуса 1 расположена силовая г пружина 8. На штанге 4 установлена с возможностью взаимодействия с тор" цом корпуса 1 дополнительная гайка 9
Между дополнительной гайкой 9 и; пуансонами на штанге 4 закреплен из меритель 10 нагрузки, а кежду гайками 7 и 9 закреплен дополнительный измеритель 11 нагрузки. Пуансоны 2 и 3 подпружинены относительно корпуса 1 и на них установлены соответственно измерители 12 и 13 нагрузки на пуансонах (датчики).
Устройство работает следующим образом.
Для определения параметров ползучести породы 14 нагружение проводят в режиме заданных постоянных нагрузок, для чего при ослабленной дополнительной гайке 9 вращают гайку 7 и деформируют пружину 8. При этом штанга 4 смещает клиновые пазы 5 и 6 и перемещает пуансоны 2 и 3 в направлении стенки скважины, Под гуансонами 2 и 3 создается нагрузка, величи20 на которой контролируется измерителями 12 и 13. При достижении заданных усилий на пуансонах 2 и 3 вращение гайки 7 прекращают и с этого момента на пуансонах 2 и 3 сохраняется постоянная нагрузка, поддерживаемая упругой энергией пружины 8 во время развития деформации ползучести породы 14 под пуансонами 2 и 3.
Для испытания породы 14 на релаксацию напряжений нагружение проводят в режиме заданных постоянных деформаций, для чего при ослабленной гай5569
Составитель Л.Климов
Техред JI.9ëèéíûê Корректор М.Шароши
Редактор И.Рыбченко
Заказ 921/34 Тираж 449 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðoä, ул. Гагарина,101 з 146 ке 7 вращают дополнительную гайку 9.
У
При этом штанга 4 смещает клиновые пазы 5 и 6 и перемещает пуансоны 2 и 3. Величина перемещения пуансонов 2 и 3 контролируется по перемещениям штанги 4 относительно корпуса 1 (измеритель перемещения штанги не показан). После достижения заданного перемещения пуансонов 2 и 3 вращение дополнительной гайки 9 прекращают и с этого момента датчиками 12 и 13 регистрируют изменение нагрузки на пуансонах 2 и 3 во времени, т.е. релаксацию напряжений, При снижении нагрузки на пуансонах 2 и 3 положение штанги 4 и клиновых пазов 5 и 6 относительно корпуса 1 не изменяется, чем и обеспечивается постоянство заданных деформаций породы 14 в зонах контакта с пуансонами 2 и 3.
Для перехода с режима испытания при заданных деформациях на режим испытания при заданных нагрузках вращают гайку 7 до тех пор, пока нагрузка на участке штанги 4, контролируемом измерителем 10, не будет равна нагрузке на участке штанги 4, контролируемом измерителем 11. С этого момента испытания проходят при постоянных нагрузках. Для обратного перехода вращают дополнительную гайку 9 до тех пор, пока нагрузка на измерителе
10 не превысит нагрузку на измерителе 13, после чего обратным вращением гайки 7 разгружают пружину 8.
Время выдержки породы под различными режимами воздействия пуансонов задается программой испытаний. Число пуансонов, расстояние между ними по оси корпуса, их взаимная ориентировка определяются схемой нагружения и зависят от задач испытаний. Глубины внедрения пуансонов в породу определяются по смещениям штанги с учетом углов клиньев.
Предлагаемое устройство имеет более широкие технологические возможности, позволяющие выполнять реологические определения двух видов: на ползучесть и на релаксацию напряжений, причем смена режимов воздействия осуществляется в ходе опыта без разгрузки породы. Такие испытания с использованием известных устройств не проводятся. Результаты испытаний могут найти применение при прогнозе длительной устойчивости горных выработок, при исследовании механизмов временных изменений в материалах под механической нагрузкой.
У"тройствс предназначено для полевьг испытательных партий, занимающихся вопросами реологических свойств горных пород, грунтов, строительных и других материалов.
Формула изобретения
Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндричес25 кий корпус, пуансоны, установленные в корпусе перпендикулярно его оси, клиновой привод перемещения пуансонов в виде установленной в корпусе штанги с клиновыми пазами, в которые входят
30 торцы пуансонов, гайки, установленной на концы штанги, и силовой пружины, расположенной между торцом корпуса и гайкой, а также измеритель нагрузки, закрепленный на штанге, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов заданных деформаций и заданных усилий на пуансонах, оно снабжено дополнительной гайкой, установленной на штанге с возможностью взаимодействия с торцом корпуса, и дополнительным измерителем нагрузки, 4В закрепленным на штанге между гайками, при этом первый измеритель нагрузки установлен между дополнительной rai: кой и пуансоном.
