Устройство для испытания образцов горных пород Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к технике горного дела, в частности к устройствам для испытания образцов горных пород при воздействии высоких давлений ,

Известна установка для деформирования образцов горных пород, содержащая матрицу, размещенную в ней свинцовую оболочку для образца, нагрузочный шток и индикаторы часового типа для измерения осевой и радиальной деформации образца Cl .

Недостаток данной установки заклйчается в том, что измерение радиальной деформации проводится только в двух взаимно перпендикулярных направлениях что в случае перекоса образца снижает точность измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытания образцов горных пород при всестороннем давлении, содержащее герметичную камеру, размещенную в ней обжимную втулку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца. Тензодатчики выполнены плоскими и наклеены на скобы, связанные с обжимной втулкой 23.

Недостатками известного устройства являются ограниченность диапазона и недостаточная точность измерения радиальной деформации, обусловленные соответственно ограниченными деформативными свойствами тензодатчиков и отсутствием средств, позволяющих учитывать при измерений перекосы образца, а также неточность измерения осевой нагрузки вследствие собственной деформации нагрузочного штока,

Цель изобретения - увеличение диапазона измерения и повышение точности,

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытания образцов горньгк пород при всестороннем давлении, содержащем герметичную камеру, размещенную в ней обжимную втуку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца, тензодатчики выполнены кольцевыми в виде одкослойньгх катушек, первая из которых предназначена для закрепления на образце, а вторая катушка установлен в обжимной втулке концентрично и с зазором относительно первой катушки,устройство снабжено измерительным штоком, установленным в осевом отверстии, выполненном в нагрузочном штоке и связанным нижним концом с нагруэочным штоком, а верхним - с индикатором,

. На фиг, 1 показано устройство для испытания образцов горных пород; на фиг, 2 - график зависимости относи4V.

тельной объемной деформации (--) от

нагрузки, полученный при последовательной работе двух кольцевых тензодатчиков.

Устройство содержит герметичную

5 камеру 1, на выступ 2 которой устанавливается образец 3, размещенный в камере 1 поршень 4, ограничивающий Гюлость 5, служащ по для подачи среды под давлением, резинойую обжимную

5 втулку 6, размещенную в камере 1, кольцевые тензодатчики 7 и 8, вьтолненные в .виде однослойных катушек, причем тензодатчик 7 закрепляется на образце 3, а тензодатчик 8 установлен концентрично и с зазором относительно тензодатчика 7 на каркасе 9 из фольги, нагрузочный щток 10, измерительньй шток И, установленный в осевом отверстии нагрузочного гатока 10 и жестко связанный с ним нижним .концом, индикатор 12 часового типа, корпус, которого планкой 13 связан с измерительным штоком 11, а шток 14 контактирует с торцом камеры t ,и крышку

5 15,закрепленную на камере 1 посредством крепежных элементов 16, служащих для предварительного сжатия втулки 6, Проводники - выводы 17 тензодатчиков 7 и 8 укладываются с напуском для

предохранения от обрыва между торцами втулки 6 и резинового кольца 18 и далее выводятся через отверстие в образующей камеры 1,

Устройство работает следуюрхим

образом.

После предварительного сжатия резиновой втулки 6 в полость 5 подают жидкость под давлением. При этом поршень 4 сжимает втулку 6, которая обжимает боковую поверхность образца 3, и прижимает к ней складывающийся гармошкой намотанный на каркас 9 кольцевой тензодатчик 8, К штоку 10 прикладывается усилие, деформирующее образец 3 в осевом направлении. Благодаря тому, что измерительный шток 11 разгружен, его

перемещение, измеряемое индикатором 31154464 12, равно величине осевой деформации образца 3. Радиальная деформация вначале измеряется кольцевым тензодатчиком 7, а показания тензодатчика 8 в этот период (нижня;я часть графи- j ка фиг. 2) в расчет не принимаются. К моменту разрушения тензодатчика 7 при значительной радиальной деформации образца 3 сопротивление тензодатчика 8 достигает своего номиналь- 10 кого значения и он начинает давать правильные показания. Общая относи.тельная деформация измеряется двумя , тензодатчиками и достигает 0,12-0,15. Изменение диаметра цилиндрического, образца определяют из соотношения где опрвер ния тря ЛС :.&S - приращение диаметра; йК - приращение сопротивления тензодатчика} Ч, - удельное сопротивление провода катушки теизодатчика; , п - количество витков тензодатчика. зобретение позволяет более точно делять структуру материалов, подшихся воздействий высокого давле(например, прйвзрыве или землеении) .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРШХ ПОРОД при всестороннем давлении, содержащее герметичньто камеру, размещенную в ней обжимную втулку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона измерения и повьшения точности, тензодатчики выполнены кольцевыми в виде однослойных катушек, первая из которых предназначена для закрепления на образце,- а вторая сатущка установлена в обжимной втулке концентрично и с зазором относительно первой катушки, устройство снабжено Измерительным штоком, установленным в осевом отверстии, выполненном в нагрузочном штоке, и связанным нижС ним концом с нагрузочным штоком, а верхним концом - с индикатором.