Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы и установка для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N3/10 E21C39/00 

создается радиальная нагрузка. Одновременно на ЦО 3 передается нагрузка от давления в ГК 1, создаваемого имитатором реакции грунтов, вьтолненным в виде стакана 9 с установленной в нем эластичной камерой (ЭК) 12, адекватной емкости 2 и сообщенной с ГК 1. Внутри стакана 9 размещен кольцевой образец 23 грунта, охватьгоающий ЭК 12. Вертиксшьная нагрузка на ЦО 3 одновременно с помощью диска 15, крьшки

1

Изобретение относится к способам и устройствам исследования прочностных и деформативных характеристик горной породы, в частности грунтов в условиях сложного напряженного состо- яния в зависимости от параметров и характера приложения нагрузок.

Цель изобретения - повышение, точности определения путем моделирования реального напряженного состояния гор- ной породы в естественных условиях.

На чертеже представлена установка для определения прочностных и деформативных характеристик горной породы

Установка включает в себя гидрав- лическую камеру 1, размеще.нную в ней соосно эластичную емкость 2 для образца 3 горной породы, устройство 4 для создания радиальной нагрузки,

„г-

устройство -) для создания вертикаль- ной нагрузки, включающее установлен- ньй в корпусе камеры поршень 6 постоянного диаметра, равного диаметру цилиндрического образца, и измерительные приборы 7 и 8, имитатор реакции грунтов, вьтолненный в виде стакана 9, на дне которого установлен диск 10 с перфорациями с образованием полости II между ним и дном стакана, укрепленной на этом диске 10 соосно стакану 9 эластичной камеры 12, адекватной емкости 2 для образца 3 горной породы и сообщенной с полостью гидравлической камеры 1 трубопроводом 13, установленной на стакане 9 подвиж но относительно его оси крьшки 14 с перфорационным диском 15, образующим полость 16 между ним и крьпикой, при-

14, кольца 26 силовой рамы и пригру- за 18 задается и на образце 23. За счет его бокового распора давление из ЭК 12 через трубопровод 13 передается и ГК 1. После создания трехосного статического нагружения на ЦО 3 аналогично воздействуют динамическими нагрузками. Прилагаемые нагрузки и деформации измеряются в процессе испытаний приборами 7 и 8. 2с. п. ф-лы, 1 ил.

чем крышка 14 имеет раму 17 с пригру- зом 18, полости,образованные дисками 10 и 15, имеют отводы 19 и 20 с вентилями 21 и 22, а внутри стакана размещен кольцевой образец 23 грунта, охватывающий эластичную камеру 12. Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25. Силовйя рама 17 устанавливается на образец 23 грунта с помощью кольца 26. Устройство для создания вертикальной нагрузки также включает рычажную силовую систему 27, шток 28„ с помощью которых создается нагрузка, имитирующая вес вьщ1ележащих пород.

Способ осуществляют следующим образом.

В гидравлическую камеру 1 помещается установленный в эластичной емкости 2 цилиндрический образец 3 грунта. Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25. В имитатор устанавливается образец 23 грунта кольцевой формь., в полость которого вставляется эластичная камера 12, На образец 23 грунта кольцевой формы устанавливается перфорационный диск 15с крьшкой 14 и кольцо 26 с силовой рамой 17, Через трубопровод 13 гидравлическая камера 1 и эластичная камера I2 запол няются водой, после чего трубопровод устройства 4 перекрьшается. При помощи рычажной силовой системы 27 задается необходимое осевое давление на цилиндрический образец 3 и одновременно с помощью перфорационного диска 15, крыщки 14, кольца 26 силовой рамы 17 и.пригруза 18 задается тоже

вертикальное давление на кольцевой образец 23. Таким образом, цилиндрический образец 3 находится в условиях трехосного статического нагружения: по оси -- с помощью рычажной системы 27 через шток 28 и поршень 6, по боковой поверхности - от давления в гидравлической камере 1, возникающего в результате бокового распора образца 23 кольцевой формы и передающего через трубопровод из эластичной камеры 12 в гидравлическую камеру 1. После создания трехосного статического нагружения образца 3 включается источник (не показан) активного дина- мического давления и через трубопровод устройства 5 для создания вертикальной нагрузки, шток 28 и поршень 6 на образец 3 передаются вертикальные динамические нагрузки. Соответст- вующие им радиальные динамические давления создаются за счет радиальных деформаций образца 3, вызывающих динамический отпор образца 23 кольцевой формы, передающийся из эластичной камеры 12 через трубопровод 13 в гидравлическую камеру 1.

Формула изобретения

1. Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы в условиях сложного напряженного состояния, включающий размещение цилиндрического образца горной породыз5 в Гидравлической камере, нагружение его вертикальными и радиальными гидравлическими .нагрузками и регистрацию величин нагрузок и деформации образца,

Редактор Н. Данкулич

Составитель В. Петрова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

3082/45

Тираж 778Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

to

520 5

363Д44.

по которым определяют характеристики горной породы, отличающий- с я тем, что, с целью повьш1еш1Я точности определения путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях, гидравлические радиальные нагрузки передают на имитатор реакции грунтов, окружающих исследуемую горную породу. 2. Установка для определения прочностных и деформативных характеристик горной породы, содержащая гидравлическую камеру, размещенную в ней со- осно §ластичную емкость для образца горной породы, устройство для соз- Дания радиальной нагрузки, устройство для создания вертикальной нагрузки, включающее установленный в корпусе камеры поршень постоянного диаметра, равного диаметру цилиндричес- кого образца, и измерительные приборы, отличающаяся - тем, что, она снабжена имитатором реакции грунтов, выполненным в виде стакана, на дне которого установлен диск с перфорациями с образованием полости между ним и дном стакана, укрепленной на этом диске соосно стакану эластичной камеры, адекватной емкости для образца и сообщенной с полостью гидравлической камеры, установленной на стакане подвижно относительно его оси крьш1ки с перфорационным диском, обра зующим полость между ним и крышкой, . причем крьш1ка имеет раму с пригрузом, полости, образованные дисками, имеют отводы с вентилями, а внутри стакана размещен кольцевой образец грунта, охватывающий эластичную камеру.

5

0

Изобретение относится к области исследования горных пород и позволя- 26 22 го 12 ет с высокой точностью определять их прочностные и деформативные характеристики путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях. Для этого цилиндрический образец (ЦО) 3 в эластичной емкости 2 размещают в гидравлической камере (ГК) 1 и нагружают его. С помощью рычажной системы 27 через шток 28 и установленный в корпусе ГК 1 поршень 6 диаметром, равным диаметру ЦО 3, задается вертикальная нагрузка на ЦО 3, а подачей жидкости в ГК.1 через трубопровод (Л