Установка для определения деформационных свойств скальных пород Советский патент 1986 года по МПК E21C39/00 E02D1/00 

Изобретение относится к геотехническим исследованиям горных пород, служащих основанием или средой для строительства гидротехнических сооружений, и может быть использовано для осуществления натурных опытов в подземных горных выработках, например, с целью определения коэффициента упругого отпора скальных пород.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена установка, смонтированная в горной выработке, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Установка состоит из несущего каркаса 1 цилиндрической формы, выполненного для удобства монтажа разборным и снабженного пазами для размещения эластичных камер 2. Между каркасом 1 и подлежащей исследованию горной породой 3 расположена облицовка 4, выполненная, например, из бетона. С целью исключения разрыва облицовки 4 во время нагружения последнюю выполняют продольно секционированной, причем секции могут быть отделены друг от друга при помощи продольных досок 5, а количество секций соответствует количеству эластичных камер 2. С помощью трубопроводов 6 эластичные камеры 2 соединены друг с другом и с источником давления (не показан).

Для измерения деформации горной породы 3 во время опыта установка содержит базисную раму 7, снабженную датчиками 8 перемещений, взаимодействующими с реперами 9, закрепленными в шпурах 10. Базисная рама 7 выполнена в виде трубчатого кольца, расположенного коаксиально внутренней поверхности облицовки 4, и размещена во внутренней полости несущего каркаса 1 с помощью подвижных держателей 11, установленных на анкерах 12, зафиксированных в призабойной зоне специальных щпу- ров 13, глубина которых превыщает зону распространения деформации породы 3 во время опыта. В свою очередь датчики 8 перемещений закреплены на базисной раме 7 посредством подвижных относительно нее узлов 14 с двумя степенями свободы.

Установка работает следующим образо.м. Установка монтируется внутри исследуемой подземной горной выработки цилиндрической формы после изготовления на месте облицовки 4 и затвердения последней. Несущий каркас 1 с уложенными в его пазы эластичными камерами 2 собирают в жесткую конструкцию цилиндрической формы. При этом в средней части исследуемого участка горной выработки (по длине) между

° поясами несущего каркаса оставляют зазор, необходимый для размещения реперов 9 и анкеров 12, производят разметку поверхности облицовки 4 и радиально по отношению к выработке бурят щпуры 10 и 13, в

которых затем закрепляют репера 9 и анкеры 12 (разметка поверхности облицовки и бурение шпуров могут выполняться до сборки каркаса 1).

Затем эластичные камеры 2 соединяют между собой посредством трубопроводов 6 и

0 подключают их к источнику давления (например, гидравлической станции). Базисную раму 7 размещают внутри несущего каркаса 1 коаксиально ему и закрепляют ее на анкерах 12 с помощью подвижных держателей 11. После этого устанавливают датчики

8 перемещений, добиваясь посредством подвижных относительно базисной рамы 7 узлов 14 с двумя степенями свободы строгой соосности датчиков 8 перемещений и реперов 9. В случае применения в качестве

д датчиков 8 перемещений индикаторов часового типа последние ориентируют щкалами в одну сторону для более удобного наблюдения за ними.

Для проведения опыта во внутреннюю полость эластичных камер 2 нагнетается

J рабочая жидкость, например вода, и по показаниям датчиков 8 перемещений регистрируется величина деформации породы 3 в зависимости от величины ее нагружения. После проведения опыта рабочую жидкость сливают из эластичных камер 2, датчики 8 пере0 мещений, а затем и базисную раму 7, освобождают и выносят из несущего каркаса 1. После этого отсоединяют трубопроводы 6 и демонтируют несущий каркас 1.

1 Q9

/J

Фа2. г