Стабилометр Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для испытаний прочностных и деформационных характеристик горных пород в режиме жесткого нагружения.

Известен стабилометр для испытания горных пород на боковой распор, включающий двухкамерный корпус, соединенньш штоком-поршнем. Обе камеры имеют индивидуальные трубопроводы 1.

Недостатком устройства является то, что указанный стабилометр применим лишь для испытаний слабых горных пород, не обладающих нисходящей ветвью деформирования. Причина этого состоит в его мягкой нагрузочной характеристике.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилометр, включающий корпус с рабочей и вспомогательной камерами, разделенными перегородкой, патрубки подвода давления и поршень со штоком 2.

Недостатком устройства является недостаточно жесткая нагрузочная характеристика. В момент разрущения прочного хрупкого образца потенциальная энергия упругого деформирования, накопленная в металлической конструкции пресса, стабилометра и сжатой жидкости, переходит в кинетическую энергию удара, от которого образец катастрофически разрушается. Это не соответствует реальным условиям нагружения горной породы в массиве. В натурных условиях порода испытывает жесткое нагружение, в результате чего она обладает значительным сопротивлением после разрушения на нисходяшей ветви деформирования.

Целью изобретения является повышение точности испытания образца.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилометре, включающем корпус с рабочей и вспомогательной камерами, разделенными перегородкой, патрубки подвода давления и поршень со штоком, поршень установлен во вспомогательной камере с образованием подпоршневого пространства расположенного со стороны рабочей камеры и снабжен дополнительным штоком, размещенным в перегородке корпуса, при этом корпус под поршнем снабжен патрубком подвода давления.

На фиг. 1 представлена схема стабилометра; на фиг. 2 - пример выполнения многокамерного стабилометра; на фиг. 3 - диаграмма испытаний образцов в мягком и жестком стабилометрах.

Стабилометр состоит (фиг. 1) из корпуса 1, в котором расположена рабочая 2 и вспомогательная 3 камеры, разделенные перегородкой 4, шток 5 с поршнем б и дополнительный шток 7. Поршень

6 образует во вспомогательной камере 3 надпоршневое 8 и подпоршневое 9 пространства, причем рабочая камера 2 имеет патрубок 10 подвода давления, а вспомогательная камера 3 имеет патрубки подвода

давления 11 над поршнем и 12 под поршнем. В рабочую камеру 2 установлен образец 13 в оболочке 14.

На фиг. 3 показань диаграмма 15 испытания образца в мя:гком и диаграмма 16 в жестком стабилометрах.

Стабилометр работает следующим образом.

В рабочую камеру 2 устанавливают образец 13 в эластичной оболочке 14. Стабилометр устанавливают под пресс (не показан). Нагружение образца 13 осуществляется путем нагнетания масла в камеру 2 через патрубок 10 и передачи усилия на шток 5 от пресса. Во вспомогательную камеру 3 нагнетают масло через патрубок 12, что придает жесткость его нагрузочной характеристике. При подъеме штока слив масла осуществляетсячерез патрубок 11.

Известно, что жесткости прибора тем больще, чем больше разность между общим усилием от пресса на шток и полезным осевым усилием, передаваемым на образец.

Поэтому для увеличения разности целесообразно конструировать многокамерный жесткий стабилометр (фиг. 2), поскольку противодавление в отдельных вспомогательных камерах складывается.

Типичные диаграммы 15 и 16 испытаВИЙ образцов в мягком и жестком стабилометрах показывают, что при испытании в жестком стабилометре образец породы обладает значительным остаточным сопротивлением после разрушения.

В результате объемных испытаний горных пород на жестких приборах установлено, что в зависимости от бокового давления остаточная прочность увеличивается в 1,5-3,0 раза. Это позволяет выбрать значительный резерв устойчивости горного массива и уменьшить затраты на поддержание выработок на за счет более рационального выбора места их расположения с учетом запредельных характеристик испытанных пород.

СТАБИЛОМЕТР, включающий корпус с рабочей н вспомогательной камерами, разделенными перегородкой, патрубки подвода давления и поршень со штоком, отличающийся тем,что, с целью повышения точности испытания образца, поршень установлен во вспомогательной камере с образованием подпоршневого пространства, расположенного со стороны рабочей камеры, и снабжен дополнительным штоком, размещенным в перегородке корпуса, при этом корпус под поршнем снабжен патрубком подвода давления. (Л 00 со оо