Установка для испытания образцов горных пород Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

(Л

него действия, шток 10 которого соединен со штоком В и захватом i. На корпусе 1 установлены Фиксаторы 11 и 12 положения ГД 9 и штока 10. Механизм нагружения каждого из захватов 4 и 5 выполнен в виде пары винтов : 13 И 14, связанных шестернями 15. I Винты 13 контактируют с захватами 4 j и 5, а винты 14 соединены с ГД 9. Полости ГД 7 и 9 связаны с источником 16 давления. При перемещении штоков 8 и 10 на образце 6 создается осевая нагрузка. При заданной осевой деформации образца 6 фиксатором 12 стопорят шток 10, удаляют фиксатор 11 и подают давление в ГД 9. Перемещение ГД 9 вместе с винтами 14 относительно штоков 8 и 10 передается через шестерни 15 и винты 13 захватам 4 и 5. Меняя фиксаторы 11 и 12, проводят- частичную осевую и боковую разгрузки образца 6. Для пропорционального изменения боковых и осевых деформаций дополнительными фиксаторами 21 и 22 стопорят шток 10 относительно ГД 9. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - приближение условий испытания к забойным путем деформирования образца сжимающими и растягивакщими нагрузками с независимой разгрузкой по осям деформирования, деформирование образца при пропорциональном изменении осевых и боковых деформаций и независимое регу лирование боковых деформаций. В осевом отверстии корпуса 1 установлен опорный вкладыш 2 для образца 6 с торцовьм 3 и боковыми 4 и 5 захватами. Соосно с захватом 3 установлен гидродомкрат (ГД) 7 двухстороннего действия со штоком 8. Соосно с ГД 7 установлен с возможностью осевого перемещения второй ГД 9 двухсторон

1

Изобретение относится к горному делу5 к установкам для испытания образцов горчых пород на прочность при сложном напряженном состоянии.

Цель изобретения - приближение условий испытания к забойным путем деформирования образца сжимающими и растягивающими нагрузками с независимой разгрузкой по осям деформирова- ния, деформирование образца при пропорциональном изменении осевых и боковых деформаций и независимое регулирование боковых деформаций.

На чертеже показана схема уставов- ки для испытания образцов горных пород .

Установка содержит корпус 1 с отверстием в его торцеf опорньш вкладыш 2, установленный в отверстии корпу- са 1, торцовый захват 3 и боковые захваты 4 и 5 для образца 6, первый гидродомкрат 7 двустороннего действия со штоком 8, закрепленный в корпусе 15 второ.й гидродомкрат 9 двусто- роннего действия со штоком 10, установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения соосно гидродомкрату 7, установленные в корпусе 1 фиксаторы 11 и 12 положения гидродомкрата 9 и его ,.,штока 10 соответственно относительно корпуса 1, механизм нагружения боковых захватов 4 и 5;, выполненный для каждого из боковых захватов 4 и 5 в виде двух винтов 13 и 14 кинематически связанных один с другим парой шестерен 15, и источник 16 давления среды, соединенный посредством вентилей 17-20 с полостями гидродомкратов 7 и 9. Винты 13 механизма нагружения контактируют с соответствующими боковыми захватами 4 и 5, а винты 14 соединены с гидродомкратом 9. Шток 10 гидродомкрата 9 соединен одним концом со штоком 8 гидродомкрата 7, а вторым концом - с торцовым захватом 3,

Установка также содержит дополнительный фиксатор положения штока 10 относительно гидродомкрата 9 в виде гаек 21 и 22, установленных на штоке 10, приспособления 23 для вращения винтов 13 механизма нагружения и элемент 24, например буровую штангу, для воздействия на образец 6.

Установка работает следующим образом.

Для осевого нагружения образца 6 фиксатором 11 стопорят гидродомкрат 9 относительно корпуса 1 и подают давление от источника 16 через вентили 19 или .20 в соответствующие полости гидродомкрата 7, создавая растягивающую или сжимаюпхую нагрузку на образце 6 путем перемещения штоков 8 и 10 и торцового захвата 3. При достижении заданной осевой деформации фиксатором 12 стопорят штоки 8 и 10 относительно корпуса 1 и приступа ют к нагружению образца 6 боковой нагрузкой. Для этого удаляют фиксатор 11 и через вентили 17 или 18 подают жидкость под давлением в соответствующие полости гидродомкрата 9. При этом гидродомкрат 9 смещается от31/

носительно UITOKOB 8, 10 и корпуса 1 в том или ином направлении и перемещает винты 14 в осевом направлении. Винты 14 вращают пары шестерен 15, а шестерни 15 перемещают винты 13 в осевом направлении и путем перемещения боковых захватов А и 5 деформируют образец 6 сжимающими или растягивающими нагрузками. После достижения заданного напряженного состояния ведут обследование образца 6 и его обработку, например, буровой штангой 24, Для изменения осевой нагрузки фиксатором 11 стопорят гидродомкрат 9 и при удаленном фиксаторе 12 подают давление в соответствующую полость гидродомкрата 7. Осуществляется, например, осевая разгрузка образца 6 с переходом на нагружение усилием противоположного знака. После изменения осевой нагрузки можно вновь изменить боковые усилия как по величине, так и по знаку. Для изменения нагрузки по одному из боковых направлений используют приспособления 23: вращением соответствующего винта 13 дополнительно перемещают один из боковых захватов 4 и 5. Трение между торцовым захватом 3, вкладьппем 2 и образцом 6 препятствует перемещениям образца 6 при частичных пригрузках или разгрузках образца 6 по одному из боковых направлений. Для нагруже- ния образца 6 пропорционально изменяющимися осевой и боковыми деформациями удаляют фиксаторы 11 и 12 а гайками 21 и 22 стопорят шток 10 относительно гидродомкрата 9. При подаче давления через вентиль 19 или 20 перемещают щтоки Я и 10 с торцовым захватом 3 и гидродомкрат 9 с винтами 14 в одном направлении на равные величины, соответствующие осевой деформации образца 6. Винты 14 через винты 13 преобразуют эти перемещения в пропорциональные перемещения боковых захватов 4 и 5. Приспособления 23 позволяют и при таком нагружении осуществлять неравномерное нагружение по одному из боковых направлений. Порядок изменения видов напряженного состояния определяется порядком изменения его в реальном забое, поведение пород в котором исследуется.

Захваты 3-5 выполнены в виде жестких плит, прикрепляемых к поверхности образца 6 одним из известных способов, например приклеиваются.

53284

Изобретение позволяет наиболее точно воспроизвести на образце забойную обстановку при сложном изменении напряженного состояния, включающего нагрузки различного знака, с переменной знака нагрузки по различным напряжениям, с пригружением и ра з- грузкой по различным осям, с пропор0 циональным или последовательным изменением деформаций. Такие возможности предлагаемой установки позволяют использовать ее для исследования различных проявлений горного

15 давления в забое: пучения, разломов кровли и почвы выработок, хрупкого разрушения в форме стреляний, горных ударов, выбросов, а также для исследования под сложно изменяющейся наг0 рузкой, включающей растягивающие

компоненты тензора напряжений, изменений свойств самих горных пород - изменения их пластичности, прочности, буримоеТИ и т,По

5

Формула изобретения

1 , Установка для испытания образцов горных пород, содержащая корпус с отверстием в торце, опорный вкладьш

30 для образца, установленный в отверстии корпус а , торцовый и боковые захваты для образца, размещенный в корпусе гидродомкрат двустороннего действия, шток которого связан с торцовым захватом, механизм нагружения, связанный с боковыми захватами, и источник давления среды, соединенный с гидродомкратом, отличающаяся тем, что, с целью приблидо жения условий испытания к забойным путем деформирования образца сжимающими и растяГИБаюгщми нагрузками с независимой разгрузкой по осям деформирования, она снабжена вторым родомкратом двустороннего действия, установленным в корпусе с возможное™ тью перемещения соосно с первым гидродомкратом и соединенным с источником давления среды, и установленными на корпусе фиксаторами положения второго гидродомкрата и его щтока относительно корпуса, механизм нагружения для каждого из боковых захватов выполнен в виде пары винтов, кинематически связанных между собой парой , шестерен, при этом один из винтов контактирует с соответствующим боковым захватом, другой - соединен с вторым гидродомкратом, а противоположные

0

55

5 1/«25:.а 6

koHUbi штока этого гидродомкратятельным фиксатором положения птока

«Соединены со штоком перного гидродом-относительно второго гидродомкрата, йрата и торцовым захватом.3. Установка по п.1, о т л и ч а2. Установка поп.1,отлича-ющаяся тем, что, с целью не- .ю щ а я с я тем, что, с целью де-зависимого регулирования боковых деформирования образца при пропориио-формаций, она снабжена приспособле- альном изменении осевых и боковыхниями для вращения винтов, контакти- деформаций, она снабжена дополни-рующих с боковыми захватами.