СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ И СТЕНД ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2011 года по МПК E02D1/00 

Описание патента на изобретение RU2416694C2

Изобретение относится к испытательной технике, к исследованию геомеханических процессов на эквивалентных материалах, грунтах.

Известен способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах и стенд для его осуществления (патент РФ №1337474, кл. Е02D 1/00, 1987). Способ заключается в том, что изготавливают модель из эквивалентных материалов, а в процессе отработки модели изготавливают полости и устанавливают в них несущие элементы. Способ реализуется стендом, содержащим камеру для модели.

Недостаток способа и стенда состоит в том, что при моделировании не обеспечивается имитация образования полостей в теле модели с последующей имитацией размещения в полостях несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели. Изготовление полостей и размещение в них несущих элементов осуществляется с поверхности модели.

Известен способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах и стенд для его осуществления (патент РФ №1418611, кл. G01N 33/24, 3/24, 1988). Способ заключается в том, что изготавливают модель из эквивалентных материалов, а в процессе отработки модели изготавливают полости и устанавливают в них несущие элементы. Способ реализуется стендом, содержащим камеру для модели.

Недостаток способа и стенда также состоит в том, что при моделировании не обеспечивается имитация образования полостей в теле модели с последующей имитацией размещения в полостях несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели. Изготовление полостей и размещение в них несущих элементов осуществляется также с поверхности модели.

Известен способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах (патент РФ №1428814, кл. Е02D 1/00, 1988), принимаемый за прототип. Способ заключается в том, что в процессе изготовления модели в камере в тело модели помещают приспособление для имитации полости и создают полость для моделирования, нагружают модель. Стенд для реализации способа содержит камеру для модели с прорезями на стенках, приспособление для нагружения модели, приспособление для имитации полости, предназначенное для размещения в теле модели, устройство для перемещения приспособления для имитации полости, связанное с приспособлением для имитации полости через прорези в камере.

Недостаток способа и стенда также состоит в том, что при моделировании не обеспечивается имитация образования полостей в теле модели с последующей имитацией размещения в полостях несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели. Хотя изготовление полостей происходит без нарушения граничных плоскостей модели, размещение в них несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели невозможно. Это снижает объем информации при моделировании геомеханических процессов.

Техническим результатом изобретения является расширение объема информации путем обеспечения имитации образования полостей в теле модели с последующей имитацией размещения в полостях несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели.

Технический результат достигается тем, что способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах, состоящий в том, что в процессе изготовления модели в камере в тело модели помещают приспособление для имитации полости и создают полость для моделирования, нагружают модель, согласно изобретению в процессе изготовления в тело модели помещают дополнительную камеру, концы которой проходят через прорези в стенках камеры, в дополнительную камеру устанавливают приспособление для имитации полости и приспособление для имитации несущего элемента, для создания в модели полости устройством для перемещения приспособления для имитации полости перемещают его на заданное расстояние, при этом для воспроизведения процесса крепления в тело модели на место полости помещают приспособление для имитации несущего элемента, для чего перемещают его соответствующим устройством.

Технический результат достигается также тем, что стенд для моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах, содержащий камеру для модели с прорезями на стенках, приспособление для нагружения модели, приспособление для имитации полости, предназначенное для размещения в теле модели, устройство для перемещения приспособления для имитации полости, связанное с приспособлением для имитации полости через прорези в камере, он имеет дополнительную камеру, размещенную в теле модели, приспособление для имитации несущего элемента и устройство для его перемещения, при этом приспособление для имитации полости и приспособление для имитации несущего элемента установлены в дополнительной камере с возможностью перемещения вдоль ее оси посредством соответствующих устройств для перемещения, суммарная жесткость стенок дополнительной камеры и приспособления для имитации полости равна жесткости материала модели, а суммарная жесткость стенок дополнительной камеры и приспособления для имитации несущего элемента равна жесткости моделируемого несущего элемента.

Технический результат достигается также тем, что дополнительная камера выполнена в виде трубки из эластичного материала, концы которой выведены из камеры для модели через прорези.

На чертеже представлена схема стенда для моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах.

Стенд для моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах содержит камеру 1 для модели 2 с прорезями на стенках, приспособление 3 для нагружения модели, приспособление 4 для имитации полости, предназначенное для размещения в теле модели, устройство 5 для перемещения приспособления для имитации полости, связанное с приспособлением для имитации полости через прорези в камере.

Стенд имеет дополнительную камеру 6, размещенную в теле модели 2, приспособление 7 для имитации несущего элемента и устройство 8 для его перемещения. Приспособление 4 для имитации полости и приспособление 7 для имитации несущего элемента установлены в дополнительной камере 6 с возможностью перемещения вдоль ее оси посредством соответствующих устройств 5 и 8 для перемещения. Суммарная жесткость стенок дополнительной камеры 6 и приспособления 4 для имитации полости равна жесткости материала модели, а суммарная жесткость стенок дополнительной камеры 6 и приспособления 7 для имитации несущего элемента равна жесткости моделируемого несущего элемента.

Дополнительная камера 6 выполнена в виде трубки из эластичного материала, концы которой выведены из камеры 1 для модели через прорези.

Приспособление 4 для имитации полости и приспособление 7 для имитации несущего элемента могут быть выполнены из полимерных материалов, резины, из эквивалентных материалов, используемых для модели, и других материалов при условии, что их жесткостные характеристики совместно с жесткостью стенок дополнительной камеры 6 соответствуют указанным выше условиям. По форме сечения приспособления 4 и 7 соответствуют сечению камеры 6, которое выбирается в соответствии с задачами исследований. Моделируемым несущим элементом может быть крепь горной выработки, закладка выработанного пространства и т.п. Устройство 5 выполнено в виде тяги, устройство 8 - в виде толкателя.

Изобретение реализуется следующим образом.

В процессе изготовления модели 2 в камере 1 в тело модели помещают приспособление для имитации полости и создают полость для моделирования, нагружают модель приспособлением 3. В процессе изготовления в тело модели помещают дополнительную камеру 6, концы которой проходят через прорези в стенках камеры. В дополнительную камеру 6 устанавливают приспособление 4 для имитации полости и приспособление 7 для имитации несущего элемента. Благодаря равенству жесткости камеры 6 с приспособлением 4 и модели 2 модель работает как ненарушенное тело. Для создания в модели полости устройством 5 для перемещения приспособления 4 для имитации полости перемещают его на заданное расстояние. Оставленная в теле модели камера 6 имеет сравнительно низкую несущую способность, что имитирует появление полости в модели. Это воспроизводит, например, процесс проведения горной выработки в массиве горных пород. Для воспроизведения процесса крепления в тело модели на место полости помещают приспособление 7 для имитации несущего элемента, для чего перемещают его соответствующим устройством 8. Взаимное расположение приспособлений 4 и 7, их положение в теле модели, скорости их перемещения и время выдержки модели в каждом положении определяются задачами исследований. Все операции проводятся без нарушения граничных плоскостей модели

Изобретение позволяет проводить исследования в новых условиях - при имитации образования полостей в теле модели с последующей имитацией размещения в полостях несущих элементов без нарушения граничных плоскостей модели. Это существенно увеличивает объем информации при моделировании геомеханических процессов.

Похожие патенты RU2416694C2

название год авторы номер документа
Способ моделирования процессов при проходке восстающих горных выработок на эквивалентных материалах и стенд для его реализации 2020
  • Урбаев Денис Александрович
  • Лобанов Виктор Сергеевич
  • Ахпашев Богдан Сергеевич
  • Андриевский Александр Порфирович
RU2724664C1
СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТА ПРИ ПЛОСКОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ 2009
  • Чебаков Антон Валерьевич
  • Дорджиев Дмитрий Юрьевич
  • Синякин Кирилл Геннадьевич
  • Протосеня Анатолий Григорьевич
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2397473C1
Способ моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1990
  • Штеле Владимир Иванович
SU1778295A1
Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1990
  • Штеле Владимир Иванович
SU1751322A2
СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ 2009
  • Лодус Евгений Васильевич
  • Зуев Борис Юрьевич
  • Пронских Антон Александрович
RU2436896C2
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА МОДЕЛЯХ ИЗ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Шик Владимир Михайлович
  • Зуев Борис Юрьевич
  • Ромашкевич Алексей Анатольевич
  • Лодус Евгений Васильевич
RU2368785C1
Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1989
  • Штеле Владимир Иванович
SU1682559A1
Стенд для моделирования отработки крутопадающих рудных тел подэтажным обрушением по простиранию 1990
  • Кравцов Валерий Васильевич
SU1763663A1
СТЕНД ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 2008
  • Лодус Евгений Васильевич
  • Яковлев Дмитрий Владимирович
  • Зуев Борис Юрьевич
  • Гончаров Евгений Владимирович
  • Таланов Дмитрий Юрьевич
RU2367923C1
Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1990
  • Штеле Владимир Иванович
SU1751320A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 416 694 C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ И СТЕНД ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к строительчсттву и испытательной технике, а именно к исследованию геомеханических процессов на эквивалентных материалах, грунтах. Способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах состоит в том, что в процессе изготовления модели в камере в тело модели помещают приспособление для имитации полости и создают полость для моделирования, нагружают модель. В процессе изготовления в тело модели помещают дополнительную камеру, концы которой проходят через прорези в стенках камеры. В дополнительную камеру устанавливают приспособление для имитации полости и приспособление для имитации несущего элемента. Для создания в модели полости устройством для перемещения приспособления для имитации полости перемещают его на заданное расстояние, при этом для воспроизведения процесса крепления в тело модели на место полости помещают приспособление для имитации несущего элемента, для чего перемещают его соответствующим устройством. Технический результат состоит в повышении объема информации при моделировании геомеханических процессов без нарушения граничных плоскостей модели. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 416 694 C2

1. Способ моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах, состоящий в том, что в процессе изготовления модели в камере в тело модели помещают приспособление для имитации полости и создают полость для моделирования, нагружают модель, отличающийся тем, в процессе изготовления в тело модели помещают дополнительную камеру, концы которой проходят через прорези в стенках камеры, в дополнительную камеру устанавливают приспособление для имитации полости и приспособление для имитации несущего элемента, для создания в модели полости устройством для перемещения приспособления для имитации полости перемещают его на заданное расстояние, при этом для воспроизведения процесса крепления в тело модели на место полости помещают приспособление для имитации несущего элемента, для чего перемещают его соответствующим устройством.

2. Стенд для моделирования геомеханических процессов на эквивалентных материалах, содержащий камеру для модели с прорезями на стенках, приспособление для нагружения модели, приспособление для имитации полости, предназначенное для размещения в теле модели, устройство для перемещения приспособления для имитации полости, связанное с приспособлением для имитации полости через прорези в камере, отличающийся тем, что он имеет дополнительную камеру, размещенную в теле модели, приспособление для имитации несущего элемента и устройство для его перемещения, при этом приспособление для имитации полости и приспособление для имитации несущего элемента установлены в дополнительной камере с возможностью перемещения вдоль ее оси посредством соответствующих устройств для перемещения, суммарная жесткость стенок дополнительной камеры и приспособления для имитации полости равна жесткости материала модели, а суммарная жесткость стенок дополнительной камеры и приспособления для имитации несущего элемента равна жесткости моделируемого несущего элемента.

3. Стенд по п.2, отличающийся тем, что дополнительная камера выполнена в виде трубки из эластичного материала, концы которой выведены из камеры для модели через прорези.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2416694C2

Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния массива грунта при плоской деформации 1987
  • Лодус Евгений Васильевич
SU1428814A1
Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1989
  • Штеле Владимир Иванович
SU1682559A1
Способ моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1990
  • Штеле Владимир Иванович
SU1778295A1
Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород 1990
  • Штеле Владимир Иванович
SU1751322A2
Способ получения доломитового клинкера 1939
  • Френкель А.С.
SU58131A1
ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО 2013
  • Мендрух Денис Николаевич
  • Мендрух Николай Викторович
RU2535758C1

RU 2 416 694 C2

Авторы

Синякин Кирилл Геннадьевич

Попов Михаил Григорьевич

Протосеня Анатолий Григорьевич

Лодус Евгений Васильевич

Даты

2011-04-20Публикация

2009-03-06Подача