Устройство для полевых испытаний горных пород Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

I,- - 1

i Изобретение относится к испыта- iтельной технике5 к установкам для оп- |ределения реологических свойств гор- |ных пород в массиве грунтов, строи- {тельных и других материсшово Цель изобретения - расширение тех- |нологических возможностей устройства {путем обеспечения возможности нагру- ;жения породы при чередовании режимов заданных деформаций и заданных усилий iHa пуансонах.

{ На чертеже представлена схема устройства для полевых испытаний горных пород. .

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, пуансоны 2 и 3 по числу участков нагружения, установленные в корпусе 1 перпендикулярно его оси. Пуансоны 2 имеют клиновой привод перемещения в виде установленной в корпусе 1 штанги. 4 с клиновыми пазами 5 и 6, в которые входят торцы пуансо - нов 2 и 3. На конце штанги 4 установлена гайка 7, Между последней и тор- цом корпуса 1 расположена силовая г пружина В. На штанге 4 установлена с возможностью взаимодействия с торцом корпуса 1 дополнительная гайка 9

Между дополнительной гайкой 9 и ;

:i

пуансонами на штанге 4 закреплен измеритель 10 нагрузки, а между гайка

5

5

и

0

ми 7 и 9 закреплен дополнительный измеритель 11 нагрузки. Пуансоны 2 и 3 подпружинены относительно корпуса 1. и на них установлены соответственно измерители 12 и 13 нагрузки на пуансонах (датчики).

Устройство работает следующим образом.

Для определения параметров ползучести породы 14 нагружение проводят в режиме заданных постоянных нагрузок, для чего при ослабленной дополнительной гайке 9 вращают гайку 7 и деформируют пружину В. При этом штанга 4 смещает клиновые пазы 5 и 6 и перемещает пуансоны 2 и 3 в направлении стенки скважины. Под пуансонами 2 и 3 создается нагрузка, величина которой контролируется измерителями 12 и 13. При достижении заданных усилий на пуансонах 2 и 3 вращение гайки 7 прекращают и с этого момента на пуансонах 2 и 3 сохраняется постоянная нагрузка, поддерживаемая упругой энергией пружины В во время развития деформации ползучести породы 14 под пуансонами 2 и 3.

Для испытания породы 14 на релаксацию напряжений нагружение проводят в режиме заданных постоянных деформаций, для чег,о при ослабленной гай31465569

ке 7 вращают дополнительную гайку 9. При этом штанга 4 смещает клиновые пазы 5 и 6 и перемещает пуансоны 2 и 3. Величина перемещения пуансонов 2 и 3 контролируется по перемещениям штанги 4 относительно корпуса 1 (измеритель перемещения штанги не показан) . После достижения заданного перемещения пуансонов 2 и 3 вращение дополнительной гайки 9 прекращают и с этого момента датчиками 12 и 13 регистрируют изменение нагрузки на пуансонах 2 и 3 во времени, т.е. релак10

сацию напряжений. При снижении ка- is грузки на пуансонах 2 и 3 положение штанги 4 и клиновых пазов 5 и 6 относительно корпуса 1 не изменяется, чем и обеспечивается постоянство заданных деформаций породы 14 в зонах 20 контакта с пуансонами 2 и 3.

Для перехода с режима испытания при заданных деформациях на режим испытания при заданных нагрузках враностн,позволяющие выполнять реологи ческие определения двух видов: на ползучесть и на релаксацию напряжений, причем смена режимов воздейств осуществляется в ходе опыта без раз грузки породы. Такие испытания с ис пользованием известных устройств не проводятся. Результаты испытаний мо гут найти применение при прогнозе длительной устойчивости горных выра боток, при исследовании механизмов временных изменений в материалах под механической нагрузкой.

Устройство предназначено для поле вых испытательных партий, занимающих ся вопросами реологических свойств горных пород, грунтов, строительных и других материалов.

Формула изобретени

Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндриче

щают гайку 7 до тех пор, пока нагруз- 25 кий корпус, пуансоны, установленные

ка на участке штанги 4, контролируемом измерителем 10, не будет равна нагрузке на участке штанги 4, контролируемом измерителем 11. С этого момента испытания проходят при постоянных нагрузках. Для обратного перехода вращают дополнительную гайку 9 до тех пор, пока нагрузка на измерителе 10 не превысит нагрузку на измерителе 13, после чего обратным вращением гайки 7 разгружают пружину 8,

Время выдержки породы под различными режимами воздействия пуансонов задается программой испытаний. Число пуансонов, расстояние между ними по оси корпуса, их взаимная ориентировка определяются схемой нагружения и зависят от задач испытан1Й. Глубины внедрения пуансонов в породу определяются по смещениям штанги с учетом углов клиньев.

Предлагаемое устройство имеет более широкие технологические возможв корпусе перпендикулярно его оси, клиновой привод перемещения пуансон в виде установленной в корпусе штан с клиновыми пазами, в которые входя

30 торцы пуансонов,гайки, установленно

на концы штанги, и силовой пружины, . расположенной между торцом корпуса и гайкой, а также измеритель нагрузки, закрепленный на штанге, о т л и35 чающееся тем, что, с целью расширения технологических возможнос тей устройства путем обеспечения воз можности нагружения породы при чередовании режимов -заданных деформаций

40 и заданных усилий на пуансонах, оно снабжено дополнительной гайкой, установленной на штанге с возможностью взаимодействия с торцом корпуса, и дополнительным измерителем нагрузки,

45 закрепленным на штанге между гайками при этом первый измеритель нагрузки установлен между дополнительной rai; кой и пуансоном.

ностн,позволяющие выполнять реологические определения двух видов: на ползучесть и на релаксацию напряжений, причем смена режимов воздействия осуществляется в ходе опыта без разгрузки породы. Такие испытания с использованием известных устройств не проводятся. Результаты испытаний могут найти применение при прогнозе длительной устойчивости горных выработок, при исследовании механизмов временных изменений в материалах под механической нагрузкой.

Устройство предназначено для полевых испытательных партий, занимающихся вопросами реологических свойств горных пород, грунтов, строительных и других материалов.

Формула изобретения

Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансоны, установленные

в корпусе перпендикулярно его оси, клиновой привод перемещения пуансонов в виде установленной в корпусе штанги с клиновыми пазами, в которые входят

торцы пуансонов,гайки, установленной

на концы штанги, и силовой пружины, расположенной между торцом корпуса и гайкой, а также измеритель нагрузки, закрепленный на штанге, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов -заданных деформаций

и заданных усилий на пуансонах, оно снабжено дополнительной гайкой, установленной на штанге с возможностью взаимодействия с торцом корпуса, и дополнительным измерителем нагрузки,

закрепленным на штанге между гайками, при этом первый измеритель нагрузки установлен между дополнительной rai; кой и пуансоном.

Изобретение относится к испытательной технике и м.б. использовано в горном деле для исследования реологических свойств пород. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности нагружения породы при чередовании режимов заданных де