Устройство для исследования механических свойств почв выработок Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к устройствам для иссяедоьання грунта и может быть использовано при исследовании почв непосредственно в выработках шахт и рудников.

Известна установка для испытания грунта на сдвиг, состоящая из обоймы, штампа, силового цилиндра, упоррюй рамы с- врезными ножами |).

Недостатком указанной установки является невозможность осуществления кольцевого сдвига по непрерывной поверхности смешения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения сдвиговых характеристик грунта, состоящее из рамы, гидродомкрата для создания вертикальной нагрузки, шаровой опоры, измерительных приборов, кольцевой вставки, грунтоприемной камеры и механизма поворота вокруг вертикальной оси.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет производить определение сопротивления почвы только гю кольцевому сдвигу.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства путем определения сопротивления почвы при кольцевом и линейном сдвигах в натурных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования механических свойств почв выработок, включающее раму с верхней траверсой, гидродомкрат, грунтоприемную камеру с верхней и нижней секциями, выполненными с вертикальными ребрами на ее внутренней поверхности кольцевые межсекционные вставки и механизм поворота вокруг вертикальной оси камеры и ролик, снабжено ползуном, валом и механизмом линейного Сдвига, который связан с помоалью тяги с нижней секцией грунтоприемной камеры, при этом механизм поворота вокруг вертикальной оси камеры соединен с верхней секцией грунтоприемной камеры, а верхняя траверса рамы снабжена направляющей, на которой установлен ролик, соединенный через ползун с гидродомкратом, при этом ползун подвижно установлен относительно вала, а нижняя секция грунтоприемной камеры выполнена в виде полого цилиндра.

На фиг. 1 изображено устройство для комплексного исследования механических свойств почв выработок, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Устройство включает составную раму I, жестко соединенную с валом 2, на который насажен ползун 3 с роликом 4, свободно перемещающимся по направляющей верхней части составной рамы 1.

Ползун 3 жестко соединен с гидродомкратом 5, который передает заданиое давление через шаровую опору 6 на штамп 7,

а последний на грунтогтриемную камеру с верхней секцией 8 и нижней секцией 9, имеющими вертикальные ребра 10 на внутренней поверхности, кольцевые вставки 1 1 между секциями, механизм 12 поворота вокруг вертикальной оси, механизм 13 сдвига в линейном направлении, прогибомер 14 для измерения вертикальных деформаций, измеритель 15 угловой деформации, динамометры 16 и 17 для измерения усилий сопротивления

почвы при кольцевом и линейном сдвигах и фиксаторы 18-20.

Устройство для комплексного исследования механических свойств почв выработок работает следующим образом.

При определении механических свойств почвы при кольцевом сдвиге к образцу почвы, которым загружена грунтоприемная камера, при помощи гидродомкрата 5 через штамп 7 прикладывается нормальная нагрузка, затем при помощи механизма 12

поворота вокруг вертикальной оси производится вращение верхней секции 8 грунтоприемной камеры. При этом неподвижность нижней секции 9 груптоприемной камеры обеспечивается фиксатором 20, а вращение

Ьерхней секции 8 осуществляется по шаровым опорам 6, фиксаторы 18 и 19 расстопорены. Усилие сопротивления грунта кольцевому сдвигу измеряется при помощи динамометра 16, вертикальные деформации измеряются прогибомером 4, а угловые прогибомером 15. Вращение нижней секции 9 относительно верхней 8 обеспечивается наличием кольцевых вставок I. Взаимное смещение слоев почвы осуществляется при помощи вертикальных ребер 10, смонтированных на внутренних поверхностях верхней

секции 8 и нижней секции 9 грунтоприемной камеры.

При определении механических свойств почвы выработки при линейном сдвиге, грунтоприемная камера устанавливается на испытуемый образец почвы. При по.мощи гидродомкрата 5 прикладывается нормальная нагрузка, затем при помощи механизма 13 сдвига производят сдвиг камеры в продольном направлении. При этом фиксаторы 18 и 19-застопорены, а фиксатор 20-расстопореи.

Использование изобретения, позволит определить сопротивлеиие почвы как при кольцевом, так и при линейном сдвигах без монтажа установки, что значительно повысит ее производительиость в подземных условиях. Кроме того, наличие вала 2 с ползуном 3 и совмещение линии действия горизонтального усилия с плоскостью среза исключает возможность появления изгибающего момента в плоскости действия горизонтального

усилия, что повышает достоверность получеиных результатов.

Фие.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ВЫРАБОТОК, включающее раму с верхней траверсой, гидродомкрат, грунтоприемную камеру с верхней и нижней секциями, выполненными с вертикальными ребрами, на ее внутренней поверхности, кольЬевые межсекционные вставки н механизм поворота вокруг вертикальной оси камеры и ролик, отличающееся тем, что, с целью t oвышeния точности работы устройства путем определения сопротивления почвы при кольцевом и линейном сдвигах в натурных условиях, оно снабжено ползуном, валом и механизмом линейного сдвига, который связан с помощьку тяги с нижней секцией грунтоприемной камеры, при этом механизм поворота вокруг вертикальной оси камеры соединен с верхней секцией грунтоприемной камеры, а верхняя траверса рамы снабжена направляющей, на которой установлен ролик, соединенный через ползун с гидродомкратом, при. этом ползун подвижно установлен относительно вала, а нижняя секция грунтоприемной камеры выполнена в вкде полого цилиндра.