Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу Советский патент 1986 года по МПК E02D1/00 G01N3/24 

11 Изобретение относится к строитель ству, в частности к испытаниям материалов, и может быть использовано для определения прочностных свойств скальных пород и других твердых мате риалов. Целью изобретения является повыше ние точности определения сопротивления сдвигу. На чертеже показано устройство, об1ций вид с частичным вырезом. Устройство включает опорную раму i, верхнюю 2 и нижнюю 3 обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками 4, верхние 5 и нижние 6 катковые опоры, привод нижней обоймы 3, содержащий электродвигатель 7 с редуктором 8. Последний соединен с червячным валом 9, входящим в зацепление с зубчатым сегментом 10 боковой крышки 4 нижней обоймы 3. В верхней части рамы 1 смонтирован гидроцилиндр 11 со штоком 12 для создания вертикальной нагрузки, который трубопроводами 13 соединен с гидравлической системой (не показана) . LlTOK 12 гидроцилиндра 11 при помощи шарнира 14 соединен с верхней катковой опорой 5. Нижняя катковая опора 6 установлена на платформе 15 на роликовых опорах 16 опертых на раму 1. Измерение усилий и угла сдви га производят с помощью манометра и угломера (не показаны). Устройство работает следующим образом. Предварительно подготавливают устройство к работе, для чего гидроцилиндр 1I подключают к источнику Давления (например, к насосу) посредством трубопроводов 13 и создают давление в нижней камере гидроцилинд ра 11. При зтом верхняя катковая опо ра 5 поднимается и освобождает обоймы 2 и 3. После этого обоймы снимают с устройства и при помощи кондукторов скрепляют их между собой через контурные прокладки, обеспечивающие необходимый зазор между обоймами пос ле их удаления (не показано). Снимают одну из крышек 4 с верхней 2 и нижней 3 обоймы и в полученную таким образом цилиндрическую форму раз мещшот образец 17 скальной породы. Трещину образца ориентируют вдоль плоскости соединения обойм. Заполняют зазор между образцом 17 и стенка6ми обойм, например, цементным раствором 18. После затвердения раствора снимают кондуктор, удаляют вспомогательные прокладки и закрепляют боковые крьпики 4 к обоймам 2 и 3. Затем устанавливают обоймы с образцом 17 на нижние катковые опоры 6 так, чтобы плоскость сдвига (или поверхность трещины) образца 17 была ориентирована горизонтально, после чего устройство готово к проведению испытания. П1Ьи помоши гидроцилиндра 1 1 создают необходимое усилие на верхние катковые опоры 5, при этом величину давления фиксируют манометром гидравлической системы. На редукторе 8 устанавливают необходимую скорость вращения обойм и включают электродвигатель 7. По показаниям манометра и угломера фиксируют соответственно момент сдвига образца и угол поворота обойм, при котором произошел сдвиг. Б момент сдвига платформа 15 вместе с нижней обоймой 3 на Катковых опорах 6 выезжает в сторону на катках Такие испытания проводят при различных значениях вертикальной нагрузки. По результатам измерений устанавливают зависимость Тпр f (б) , где по предельные сдвигающие напряжения по плоскости сдвига, МПа; б - нормальные к плоскости сдвига напряжения, МПа, и определяют характеристики сопротивления образцов скальных пород сдвигу. Применение изобретения позволяет проводить исследования прочности скальных пород в широком диапазоне нагрузок и учитывать при этом скорость изменения соотношения б /б , что важно при определении характеристик сопротивления скальных пород сдвигу при высоких нагрузках, т.е. в условиях, когда в наибольшей степени проявляются их пластические свойства. Учет этих факторов обеспечивает повышение точности исследований прочности скальных пород. Формула изобретения Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу, включающее опорную раму, верхнюю и нижнюю обоймы с цилиндрическими опорны312637464

ми поверхностями и боковыми крьшками,но платформой на роликовых опорах,

верхнюю и нижнюю катковые опоры, при-на которой установлена нижняя катковод нижней обоймы, гидроцилиндр длявая опора, а боковая крьппка нижней

создания вертикальной нагрузки и из-обоймы снабжена зубчатым сегментом,

мерительное приспособление, о т л и- sвзаимодействующим с валом привода,

чающееся тем, что, с цельюустановленного на платформе при этом

повышения точности определения сопро-верхняя катковая опора шарнирно соетивления сдвигу, устройство снабже-динена с гидроцилиндром.

Изобретение относится к области испытаний материалов на прочность при сдвиге и обеспечивает увеличение точности определения характеристик .сопротивления скальных пород сдвигу при высоких нйгрузках. Обоймы для размещения образца скальных пород в цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками установле- . ны между верхними 5 и нижними 6 Катковыми опорами. Верхняя катковая опора 5 шарнирно соединена с штоком 12 гидроцилиндра 11 дпя создания вертикальной нагрузки. Нижняя катковая опора 6 установлена на подвижно опертой на раму 1 платформе 15. Крышка 4 нижней обоймы 3 посредством зубчатого сегмента 10 взаимодействует с валом привода, установленного на платформе 15. При помощи гидроцилиндра 1I создают усилие на образец поро(Л ды I7 и с помощью привода задают необходимую скорость вращения обойм. По показаниям манометра и угломера фиксируют момент сдвига образца и угол поворота обойм. 1 ил.