Устройство для полевых испытаний горных пород

 

Использование: испытание горных пород в полевых условиях. Сущность изобретения: под действием пружин 6 груз 5 совершает возвратно-поступательные перемещения и через штангу 4, двухзвенники 7 и 8 передает движения на направляющую 9. Площадь нагружения участка стенки скважины 2 задается включением фиксаторов 10. При включении всех фиксаторов 10 в движение вместе с направляющей приводятся все сегменты. Нагружается площадь под пуансоном кольцевой формы. При включении отдельных фиксаторов соответствующие сегменты в нагружении не участвуют. Усилия регистрируют датчиками 20. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям горных пород, грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, штангу, инерционный груз, свободно установленный на штанге, пружину, соединяющую груз со штангой, шарнирный двухзвенник, связывающий штангу с пуансоном.

Недостаток устройства состоит в том, что с его помощью невозможны испытания при приложении нагрузки как по всей поверхности нагружения, так и по отдельным участкам поверхности с изменением ориентировки площадки нагружения относительно оси скважины. Это ограничивает возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Для этого устройство снабжено направляющей для перемещения пуансона и фиксатора, при этом пуансон выполнен в виде сегментов, направляющая связана с шарнирным двухзвенником и установлена подвижно в направлении движения пуансона, фиксаторы размещены на направляющей с возможностью независимого соединения сегментов с направляющей.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для полевых испытаний горных пород содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, пуансон (сегмент) 3, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, штангу 4, инерционный груз 5, свободно установленный на штанге 4, пружину 6, соединяющую груз 5 со штангой 4, шарнирный двухзвенник 7, 8, связывающий штангу с пуансоном.

Устройство снабжено направляющей 9 для перемещения пуансона 3 и фиксаторами 10, при этом пуансон выполнен в виде сегментов 11, 13, направляющая связана с шарнирным двухзвенником и установлена подвижно в направлении движения пуансона, фиксаторы размещены на направляющей с возможностью независимого соединения сегментов с направляющей.

Силопередающий элемент выполнен, например, в виде двухзвенника 7, 8, центральный шарнир 14 которого соединен с направляющей 9, а крайние шарниры 15 и 16 - со штангой 4. Сегменты 3, 11-13 поджимаются к выступу в направляющей индивидуально пружинами 17. Фиксаторы выполнены в виде подпружиненных якорей и электромагнитов 18 для взаимодействия с якорями, а в сегментах выполнены отверстия 19 для якорей. На каждом сегменте имеется датчик 20 для регистрации нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Смещают груз 5 вдоль штанги и освобождают его. Под действием пружины 6 груз 5 совершает возвратно-поступательные перемещения и через штангу 4, двухзвенник 7, 8 передает движения на направляющую 9. Площадь нагружения участка стенки скважины 2 задается включением фиксаторов 10. При включении всех фиксаторов 10 в движение вместе с направляющей приводятся все сегменты 3, 11-13 и нагружается площадка под пуансоном кольцевой формы. При выключении отдельных фиксаторов соответствующие сегменты в нагружении не участвуют, поскольку пружины 17 создают незначительные усилия по сравнению с нагрузками на породу. Регистрация усилий производится датчиками 20.

Устройство позволяет проводить испытания при новых условиях нагружения - при изменении как величины площадки нагружения в ходе опыта, так и ориентировки площадки нагружения относительно оси скважины.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД, включающее цилиндрический корпус, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно к его оси, штангу, инерционный груз, свободно установленный на штанге, пружину, соединяющую груз со штангой, шарнирный двухзвенник, связывающий штангу с пуансоном, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено направляющей для перемещения пуансона и фиксаторами, при этом пуансон выполнен в виде сегментов, направляющая связана с шарнирным двухзвенником и установлена подвижно в направлении движения пуансона, а фиксаторы размещены на направляющей с возможностью независимого соединения сегментов с направляющей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2