Стабилометр Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

о

Иэобрвтевве отюсится к горному депу ц преднааначено для опредепения механических сааойств образцов горных пород.

Известны сягабипометры для испытания образцов горных пород в паборато{ ных условиях, включающие герметическую камеру, в которую помещают образец, иоточшос бокового давлетш и пресс для создания осевогодавления l j

Недостатком таких устройств является их малая жесткость, что не позволяет проводить испытания образцов за пределом прочности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилометр, содержащий рабочую камеру, вкоторую помещены испытываемый образец породы и устройства для измерения дав ления на образец и его деформаций, цилиндр, например поршень, источники давления, и камеру ной связи; соединенную каналом с демпфирующей камерой 2.

Недостатком известного устройства является невозможность проведения иопытаний образцов с циклами регулируемой разгрузки образцов.

Цель изобретения - обеспечение возможности создания циклов регулируемой разгрузки образгд.

Указанная цель достигается тем, что в стабилометре, содержащем рабочую камеру, в которую помещены испытываемый образец горной породы и устройства для измерения давления на образец и его деформаций, цилиндр, поршень, плунже{, иоточники давления, и камеру обратной связи, соединенную каналом с демпфирующей камерой, в которой установлен механизм изменения нагрузки на образец, указанный механизм выполнен в виде поршня с регулировочным ринтом.

Причем камера обратной сш1зи выполнена в виде замкнутой кольцевой пр,лости между поршнем, плунжером и цилиндром.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого сгабилометра; на фиг. 2 - тигмчный график деформир9вания пород в стабилометре. ,

Стабипометр состоит из камеры 1, в которую помещается испытываемый образец 2 с датчиками продольных 3 и попе речных 4 деформаций и датчиком 5 освво го давления, цилиндра 6, порщня 7, плунжера 8, крышки 9, манометра 10, вентилей 11 - 13, поршня 14, винта 15, рукоятки 16 и влектровводов 17. Камера 18 обратной связи и демпфирующая, кам&ра 19 заполнены малосжимаемой жидкостью и соединены между собой каналом 20. Уплотнения 21 служат для предотвращения утечек рабочей жидкости из камеры 1 и камер 18 и 19.

Работает стабилометр следующим образом.

Стабилометр устанавливается на преосе любой конструкции, обеспечивающем необходимую для испытаний величину осевого давления Р (не показан). Образец 2 q датчиками 3 и 4 устанавливается в камеру 1. Выводы из датчиков 3-5 подсоединяются к электровводам 17. Камера 1 заполняется глицерином или ком- прессорным маслом и закрывается крышкой 9, защепляемой с помощью болтов (н9 показаны) к камере. Камера 18 обратной связи, расположенная между 6, поршнем 7 и плунжером 8, заполняется малосясимаемой жидкостью без оставления воздушных подушек. Начальное расположение образца, плунжера и поршня перед испытанием должно быть таким, чтобы между образцом 2 и крышкой/9 оставался зазор, краны 11 - 13. находятся при этом в закрытом состоянии поршень 14 - в левом {фиг. 1) положе-НИИ.

После этого на стабилометр передается нагрузка Р от пресса, величина которой зависит от заранее намеченного режима испытаний. Нагрузка от пресса дей ствует ва крышку 9, камеру 1, малосжич.маемую жидкость в камере 18 обратной овязи и поршень 17, Между верхним торцом образца 2 и крышкой 9 при этом остается зазор, т.е. на образец при начальном нагружении стабилометра нагрузка не действует. Открывая кран 13, обес печивающий выход несжимаемой жидкости, осуществляют податливость стабилометра до момента, при котором часть нагрузки Р передается на образец 2, и давление на образец {0,01-0,05 от прочности породы при одноосном сжатии) фиксируется по показаниям датчика 5 давления.

Следующий этап испытания образца заключается в следующем. Вращением рукоятки 16 обеспечивают плавное перемещение поршня 14 вправо {фиг. 1). При этом несжимаемая жидкость из камеры 18 обрат ной связи переходит в демпфирую ющую камеру 19, объем жидкости в камере 18 обратной связи уменьшается, .что выбывает перемещение поршня и плунжера 8 относительно камеры 1, т.е. обеспечивается дополнительное нагружение образца 2. Нагружение образца производят либо -иепрерывно до разрушения,

пибо с промежуточными разгрузками. Таким образом,-при нагружении образца происзсодиг гюрераспредепение постоянной нагрузки Р от пресса между наг1 ужаемыми эпементами стабнлометра и образцом.

Когда на образец достигает предельной величины, образец начинает разрушаться. Процессом разрушения можно управпять, регулируя поршнем 14 ве- пичину деформации образца и обеспечивая щшвыое снижение несушей способноо ти образца в так называемой запредепьной области деформирования.

При испытанш пород в объемном напряже HiiOM состоянии на образец по дается, от насоса (не показан) боковое давпение через вентидь 11.

Запопнвние камер 18 и 19 мапосжи- маемой жидкостью производят пибо от наcoca через, вентиль 12, пибо от другого источника давления.

На фиг. 2 показан типичный график деформирования обравца горной породы на предлагаемом сгабипометре. Линия 22 характеризует деформируемость образца до разрушения, пинии 23 и 24 - после разрушения (для случая одноосного сэкатия), линии 25 - 27 - деформируемость образца.испытанного при боковом давлении.

Экономический аффект от внедрения предтшгаемогч} стабипометра заключается в-повышении точности и-надежности решений ряда горнотехнических задач, связанных с устойчивостью горных ЕШработок пройденных в варушеивых горных породах давлением-на крепь н т.п.

Предлагаемый стабилометр може1Т найти применение в практике работ научноисспедовательских, учебных и производственных оргашсзаций, занимающих ся исследованием физико-механических свойств горных пород и различных материалов (бетон, цемент, кирпич, керамика и т.п.).

W-f

cm

Фиг.2

1. СТАБИЛОМЕТР для испы- . гения горных пород за пределом прочвооти, содержащий рабочую камеру, в ко i «.J :торую помешены испытываемый образец породы и устройства для измерения давления на образец и его деформаций, mii пиндр, поршень, источники давления, и камеру обратной связи, соединенную каналом с демпфирующей камерой, в которой установлен механизм изменения наrpiyaKH на образен, отл. и.чаюшийс я темн что, с целью-обеспечения возможюсти создания циклов регулируемой разгрузка образца, механизм изменения ,нагрузки на образец выполнен в виде поршня с регулировочным винтом. 2. Стабилометр по п. 1, о т л и ч а.ю ш и и с я тем, что камера обратной связи.выполнена в виде замкнутой копЕгцевой полости между поршнем, плунжером (О . и цилиндром.