Модель для исследования деформации грунта у горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для лабораторных исследований взаимодействия породного массива с крепью горных выработок. Цель изобретения - повышение точности результатов исследования сдвижения сыпучего грунта путем снижения трения между слоями. Модель для исследования деформации грунта у горных выработок включает эквивалентные материалы в виде расположенной перпендикулярно оси выработки трехслойной структуры. Два крайних слоя 2 и 3 из прозрачного оптически малочувсвительного материала предназначены для имитации устойчивого грунта. Средний слой (СС) 4 выполнен в виде роликов, уложенных рядами по высоте с зазором относительно слоев 2 и 3, и служит для имитации слабоустойчивого сыпучего грунта. Через все слои 2-4 пропущены трубчатые элементы (ТЭ) 5 для имитации опережающей крепи и расположены вдоль периметра шаблона (Ш), имитирующего выработку. Для задания первоначального профиля выработки при сборке СС 4 устанавливают Ш. В месте пересечения осей выбранных координат крепят марки 11 с рисками. Через слой 3 фиксируют на фотопленке первоначальное положение марок 11 на СС 4. Удаляют Ш из СС 4. Ролики СС 4 сдвигаются, передавая нагрузку на ТЭ 5 и изменяя положение марок 11. Нагруженные ТЭ 5 передают нагрузку на слои 2 и 3. Новое положение СС 4 с марками 11 фиксируют на фотопленке. Разность нового и первоначального положений марок 11 показывает величину сдвижения грунта. 3 ил.

,Ф (OCYQAPCTBE! : !-!! = .. НИЛИ1 ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕН! Ni Ë И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГННт CCC=,=. (21) 4396887/23- 03 (22) 23.03,88. (46) 23.12.90, Бшп.,: - ":: 47 (71) Всесоюзный на;;"чно-исследовательский институт транспортного .;тро ительства (72) В.Ф.Сарабеев (53) 622.23,05 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1188321, кл. E 21 С 39/00, 1984 и :,п .: 4С "ЕДОВАКЫЯ ДЕФОР =

, и !,":, .: ",;:::- :4! К ВыРЛВ0) ОХ

) . зоб .p:ó:=;: —:: -:е uT.: .o êTÑß K горному

;-р-о — . — -: =";.÷åíî д-.,я лабораторных

- -й =.=: ";- о, ействия городы =сива с крепыш горных вырабо-<-.-.. вЂ:. Бель изобзетения — повьвпение точс: результ= ::гов исследования сдви= ке:.:., сыпучего грунта путем скиения

:ч1 Р fBK сло е тт ь1одель pHH Hc

15

25 едонания деформации грунта у горх.выработок включает эквивалентные териалы н виде расположенной перндикулярно оси выработки трехойноч структуры. Два крайних слоя и 3 из прозрачного оптически мапочувствительного материала предназачены для ишитации устойчивого груна. Средний слой (СС) 4 выполнен в . иде роликов, уложенных рядами по выоте с. зазором относительно слоев 2

3, и служит для имитации слабоусойчиного сыпучего грунта, Через все лои 2-4 пропущены трубчатые элемены (ТЭ} 5 для имитации, опережающей репи и расположены вдоль периметра

1паблона Оц), имитирующего выработку, Изобретение относится к горному целу и предназначено для лабораторных исследований взаимодействия породного массива с крепыш горных выработок в =-оне тектонического разлома со .дыба;стойчиным и устойчивым

lгрунтамн, ЗО

Цел. 1o .и-зобретения является повыше ("ие точности реэультатон исследования движения сь;п1-н=.-o грунта путем сниенч 1 7 ения . и!жду слоямиа

На фиг.1 изображена предлагаемая н дель, общий нид; ча фиг.2 — сечение

--А на EãE:E..1; на фиг.3, — сечение Б-Б, а фиг,1.

Модель для исследования деформащ и грунта у горных выработок включа40 е; эквивалентные материалы н ниде трехе:,зойной. структуры 1, расположен ной и::рпендикулярно оси выработки, пр;. з. о.; с.лок расположены последовател. но нпо; ь ос:и выработки. Два краи45 н:: х сн:н 2 и 3 иэ прозрачного оптически малочу -.".твительного материала пред— назначены для имитации устойчивого грунта. Средний слой 4 выполнен в ниде роликов диаметра d EE длины 1 из материала с высоким модулем упругости, например стали. Длина ролика связана с его диаметром соотношением

1 ) 2d, определенным экспериментально.

Ро.н ки н слое 4 уложены рядами по вы55 соте с зазором относительно краиних слоев ". и 3. Средний слой 4 предназначен для имитации слабоустойчиного (сыпучего) грунта. Через нсе слои

Дпя задания первоначального профиля выработки при сборке СС 4 устанавливают Ш. В месте пересечения осей выбранных координат крепят марки 11 с рисками. Через слой 3 фиксируют на фотопленке первоначальное положение марок 11 на СС 4. Удаляют Ш иэ СС 4.

Ролики СС 4 сдвигаются, передавая нагрузку на ТЭ 5 и изменяя положение марок 11. Нагруженные ТЗ 5 передают нагрузку на слои 2 и 3. Новое положение СС 4 с марками 11 фиксируют на фотопленке. Разность нового и первоначального положений марок 11 показывает величину сдвижения грунта.

Э ил. трехслойной структуры 1 пропущены трубчатые элементы 5 для имитации опережающей крепи,. Внутри контура, образованного трубчатыми элементами 5» установлен шаблон б,- имитирующий выработку, изготовленный иэ двух частей

7 и имеющий ручки 8. Для удобстна удаления шаблона б в крайних слоях 2 и 3 имеются проемы 9. Установочные штифты 1О предназначены для крепления шаблона 6. Марки 11 с рисками 12 крепятся к роликам среднего слоя 4. По краям модели установлены линейки 13, образующие жесткую неподвижную рамку.

Трубчатые элементы 5 расположены— вдоль периметра шаблона на расстоянии аЪ Й один от другого. Модель расположена. в испытательном стенде 14.

Модель работает следующим обраэом.

Для задания первоначального профиля выработки при сборке среднего слоя

4 устанавливают шаблон б. Ролики укладывают так, что каждый ролик окружен шестью другими (гексагональная структура) на расстоянии 2-5 мм от крайнего слоя 2, В местах пересечения осей выбранных координат крепят марки 11 с рисками 12. Через прозрачный слой 3 фиксируют на фотопленке первоначальное положение марок .11. Дпя имитации проходки снимают установочные штифты 10, удаляют одновременно обе части 7 шаблона 6 через проемы 9. После снятия шаблона

6 ролики среднего слоя 4 сдвигаются и, соответственно, марки it занима5 16 ют новое положение. Нагрузка среднего слоя 4 передается через трубчатые элементы 5 на крайние слои 2 и 3.

Новое положение марок 11 фиксируют на фотопленке. Замер сдвижения марок 11 производят с помощью линеек 13. Разность нового и первоначального положения марок показывает величину сдвижения грунта. Величину сдвижения грунта в натурном массиве определяют путем умножения на масштабные коэффициенты в соответствии с используемыми критериями подобия.

Точность результатов исследования сдвижения сыпучего грунта повышается также вследствие снижения до минимума деформаций эквивалентного материала слоя 4, имитирующего сыпучий грунт под нагрузкой..

Формула изобретения

Иодель для исследования деформации грунта у горных выработок, вклю чающая Эквивалентные материалы в виде трехслойной структуры, расположен15360 6 ной перпендикулярно оси выработки и трубчатые элементы для имитации опережающей крепи, пропущенные через все слои трехслойной структуры, при этом средний слой предназначен для имитации слабоустойчивого грунта, а два крайних слоя из прозрачного оптически малочувствительного материала для имитации устойчивого грунта, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности результатов исследования сдвижения сыпучего грунта путем снижения трения между слоями, она снабжена шаблоном для имитации выработки, а трубчатые элементы расположены вдоль периметра шаблона, средний слой структуры выполнен в виде роликов из материала с высоким

20 модулем упругости, уложенных рядами по высоте и с зазором относительно крайних слоев структуры, причем длина 1 каждого ролика определена соотношением 1 > 2d, где d — диаметр

25 ролика и расстояние а между трубчатыми элементами а ъ d.

1615360

Составитель Б.Петрушка.:н

Р едйктор И.Горная Техред Л.О»шйнык

Ко рек,» - р Д= ™де -KHA

Тираж 388 Подписное

ВИН .:;:,й "ссударственного комитета по изобретениям и открь!тияи при ГКНТ СССР

113035, Москна,, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Закй. - 39 70

Проиэводственно-издательc: кий ко 1бннат "Пат нт", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101