Устройство для моделирования горного давления Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к модельным исследоввн1Е1ЯМ подземных сооруженийи может быть использовано в различных областях подземного строи тельства, в частности, в горной промышленности. Известно устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентных матет риалов и загрузочные приспособления установленные на гранях блока Cl 3. Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений вследствие искажения поля напря жений, ймитирукнце го гравитационное поле, так как вертикальная компонента тензора напряжений в модели постоянна, в то время как при моделировании горных выработок, высота которых соизмерима с высотой слоя пород, определяющих напряжение на контуре, вертикальная состав ляющая тензора напряжений должна линейно зависеть от расстояния от далной точки до верхней границы модели. Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентного материала в виде тре угольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособл ние с источником нагрузки 2. Недостатком, зтого устройства является искажение поля напряжений, вызываемое плоской опорной поверхностью. Это искажение нри центральном угле клина около tOO°, часто встречающееся в практике, распространяется на область, превышающую 1/3 высоты модejHi. Кроме того, наличие двух Источников нагрузки на загрузочных приспособлениях на каждой бокорой грани усложняет процесс исследований, поскольку возможны неравенства величин нагрузок за счет различных деформаций опорных поверхностей, неплотностей в маслопроводах и т.д. Цель изобретения - повышение точ нести исследований. Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования горного давления, включающее мо дель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособление с источником нагруз32ки, снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляет Ьдностепенной шарнир , опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков и расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом исг точник нагрузки выполнен в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основанием. На чертеже представлено устройство. Устройство содержит каркас 1, ось 2, модель 3, загрузочныеприспособления 4, домкрат 5, штамп 6, систему тяг 7, основание 8, систему катков 9. Устройство работает следующим образом. Каркас 1 поворачивается вокруг оси 2 на необходимый угол и фикси-. руется, В каркасе послойно заливается модель 3, после чего каркас с моделью возвращается в вертикальное положение. На боковых гранях модели монтируют загрузочные приспособления 4, на одной из которых устанавливают домкрат 5 и штамп 6. Домкрат и штамп соединяют системой тяг 7 с осью 2 и основанием 8, в результате чего система сил, действующих в устройстве, уравновешивается. При нагружении модели домкратом с силой Р в точки установки штампа возникает равная реактивная сила Р, так как модель с каркасом может свободно перемещаться по каткам 9, вращаясь вокруг оси 2. При этом обеспечивается радиальное и тангенциальное направление главных напряжений в зоне опирания и, тем самым, устраняются искажения поля напряжений, возникающие в прототипе. Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения достигается в результате уменьшения объема модели (в среднем в 4 раза по сравнению с прототипом), а также ущ ощения операций сборки модели и загрузочных устройств, так как поворот каркаса обеспечивает залив3 И241234

ку модели с любым наклоном пластов,цилиндрическая опорная поверхность

а наличие одного силового элементаповьшают точность исследований,

(домкрата) облегчает процесс нагру-так как создается необходимое напжения модели и обеспечивает равно-ряженное состояние в имитируемом

мерность передачи нагрузок на обе-5 массиве и снижаются искажения в поле

их боковых гранях. Кроме того, под-напряжений при ограниченных раэмевижность боковых ребер каркаса иpax модели.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включающее модель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособление с источником нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследований, оно снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляют одностепенной шарнир, опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков и расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом источник нагрузки выполнен в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основа ннем.