Устройство для полевых испытаний горных пород

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения физико-механических характеристик горных пород. Цель - расширение возможностей путем обеспечения возможности испытаний как при постоянной нагрузке, так и при затухающих колебаниях нагрузки. В цилиндрическом корпусе 1 перпендикулярно его оси установлен пуансон (П) 3, Привод перео 1C со ел со 01

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (1!) А1 (gi)g Е 21 С 39/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4612252/03 (22) 30, 11. 88 (46) 23.02.91. Бюл. Ф 7 (71) Всесоюзный. научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53). 622.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 395?53, кл. G 01 1. 7/00, 197 3.

Авторское свидетельство СССР ,У 1465569, кл. Е 2i С 39/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения физико-механических характеристик горных пород. Цель . — расширение возможностей путем обеспечения возможности испытаний как при пост янной нагрузке, так и при затухающих колебаниях нагрузки. В цилиндрическом корпусе 1 перпендикулярно его оси установлен пуансон (П) 3. Привод пере-, 1629535

30 мещения П 3 выполнен в виде расположенной в корпусе 1 штанги (Ш) 4, на одном конце которой установлена гайка 5 с пружиной 6, а на другом свободном конце - ограничитель 7. С гайкой 5 соединена втулка (В) 8, свободно установленная на Ш 4 концентрично ей. На Ш 4 между ограничителем

7 и В 8 установлены ползуны 9,10.

На В 8 свободно установлен инерционный груз 11, соединенный со свободным концом пружины 6. С П 3 соединен центральный шарнир 12 двухзвенника 13, крайние шарниры 14 и 15 которого установлены соответственно на ползунах 9 и 10. Для нагружения массива постоянным усилием вращением гайки 5 перемещают В 8 относительно Ш 4, при этом полэуны 9,10 перемещаются навстречу друг другу.

Двухзвенники 13 перемещают П 3,16 в направлении стенки скважины 2 и наИзобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для определения физико-механических характеристик горных пород в натурных условиях..

Цель изо бре тения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности испытаний как при постоянной нагрузке, так и при затухающих колебаниях нагрузки.

На чертеже представлено устройство для полевых испытаний горных пород, общий вид.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, йуансон 3, установленный в корпусе 1 . перпендикулярно е ro оси, и привод. перемещения пуансона 3, вы-. полненный в виде расположенной в корпусе 1 штанги 4, на конце которой установлена гайка 5 с пружиной 6.

На свободном конце штанги 4 устаS0 новлен ограничитель 7. C гайкой 5 соединена втулка 8, свободно установленная на штанге 4 концентрично ей, с возможностью взаимодействия с ползуиами 9 и 10, установленными на . штанге 4 между ограничителем 7 и

55 втулкой 8, На последней свободно установлен инерционный груз 11, соединенный со свободным концом пружигружают участки под П 3,16 усилием, величину которого определяют датчиками 17, размещенными на П 3,16. Для испытаний при нагружении массива 3атухающими колебаниями нагрузки вращением гайки 5 разгружают П 3,16 и . создают зазор между ограничителем 7

В 8 и ползунами 9,10. Смещают груз

11 вдоль В 8 и освобождают его. Груз

11 под действием пружины 6 совершает возвратно-поступательное перемещение, смещает В 8 вместе со Ш 4 и наносит удары по ползунам 9,10.

Затухающие ударные усилия передаются на П 3,16 и стенки скважины 2.

Для неударных нагружений затухающими усилиями ограничитель 7 и В 8 подводят вплотную к полэунам 9,10. По" рядок выполнения нагружений задается программой испытаний. Параметры колебаний нагрузки задают начальным смещением груза, его массой и жесткостью пружины 6. 1 ил. ны 6. С пуансоном 3 соединен центральный шарнир 12 двухэвенника-13, крайние шарниры 14 и 15 которого установлены соответственно на ползунах

9 и 10. В устройстве могут использоваться одновременно и более одного пуансона, что задается числом двухзвенников на полэунах 9 и 10. На чертеже показан вариант с двумя пуансонами 3 и 16. На пуансонах 3 и 16 установлены датчики 17 для регистрации усилий. Гайка 5 соединена с втулкой 8 посредством шарнира 18.

Устройство работает следующим образом.

Для испытаний при нагружении участка массива под пуансонами 3 и

16 постоянным или постепенно изменяющимся усилием вращением гайки 5 на резьбе штанги 4 производят взаимное перемещение штанги 4 и втулки 8 так, что ограничитель 7 и торец втулки 8 перемещают ползуны 9 и 10 навстречу друг другу. Двухэвенники 13 перемещают. пуансоны 3 и 16 в направлении стенок скважины 2 и нагружают участки под пуансонами 3 и 16 усилиями, величину которых определяют датчиками 17.

Для испытаний нри нагруженин участков массива под пуансонами 3 и 16 за1629535 6 т- дования постоянных нагрузок с колеан- баниями нагрузки, наложение этих видов нагрузки позволит исследовать и закономерности перехода элементов

5 массива от устоичивого к неустойчи11 вому состоянию и к разрушению, Формула изобретения

Составитель Л.Климов

Редактор А.Шандор Техред N.дидык Корректор H.Муска

Тираж 290

Заказ 421

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.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101 тухающими колебаниями нагрузки обра ным вращением гайки 5 разгружают пу соны 3 и 16 и создают зазор между о раничителем 7, втулкой 8 и ползунам

9 и 10, как это показано на чертеже

Смещают (вручную) инерционный груз вдоль втулки 8 и освобождают его, после чего груз 11 под действием пружины 6 совершает возвратно-поступа10 тельные перемещения, смещает втулку

8 вместе со штангой 4 и наносит удары по полэунам 9 и 10. Ударные усилия затухающей величины передаются через двухзвенники 13 на пуансоны 3 и 16 и стенки скважины 2 и регистрируются датчиками 17. Для неударных нагружений затухающими усилиями в исходном положении ограничитель 7 и втулку 8 подводят вплотную к ползу- 20 нам 9 и 10. Для испытаний при наложении затухающих колебаний нагрузки на постоянные усилия производят предварительное нагружение пуансонов 3 и

10> как описано вьппе, а затем смеща- 25 ют груз 11 из положения равновесия.

Порядок выполнения нагружений задается программой испытаний. Параметры колебаний нагрузки задают начальным смещением груза 11 иэ положения . равновесия, весом груза 11, жесткостью пружины 6.

Использование данного устройства позволит выполнять новые исследования механических свойств горных пород в натуре, в удалении от поверх35 ности выработки, где массив еще достаточно устойчив. Возможность череУстройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги, на конце которой установлена гайка с пружиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения испытаний как при постоянной нагрузке, так и при затухающих колебаниях нагруэки, оно-снабжено шарнирным двухэвенником, ограничителем, двумя ползунами, втулкой и инерционным грузом, при этом ограничитель установлен на свободном конце штанги, втулка соединена с гайкой и свободно установлена на штанге концентрично ей, грув соединен с пружиной и свободно установлен на втулке, ползуны установлены на штанге между ограничителем и втулкой, два крайних шарнира двухэвенника установлены на соответствующих полэунах, а центральный шарнир соединен с пуансоном.