Устройство для полевых испытаний горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для изучения прочностных характеристик горных пород, грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги с пружиной.

Недостаток устройства состоит в том, что на нем неосуществимы испытания в режиме затухающих колебаний нагрузки.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому и по достигаемому эффекту является устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги, инерционного груза, свободно установленного на штанге и соединенного с ней пружиной, двух ползунов с направляющей, соязанныхсо штангой, шарнирного дпухзвенника, центральный захват которого соединен с пуансоном, а крайние шарниры связаны с ползунами Устройство работает при нагружении затухающими колебаниями нагрузки.

Недостаток устройства состоит в том, что испытания проводятся только в режиме постоянной жесткости нагружения Испытания при изменяемой в ходе опыта жесткости нагружения неосуществимы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения постоянной и изменяемой в ходе испытаний жесткости нагружения

Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными шарнирными звеньями, одним общим шарниром соединенными с пуансоном, дополнительными ползунами, связанными со вторыми шарнирами дополнительных шарнирных звеньев, и фиксаторами ползунов на штанге при этом шарнирные двухзвенники имеют разную жесткость.

сГостЗ)

На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, пуансон 3, установленный в корпусе перпен- дикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги 4, инерционного груза 5, свободно установленного на штанге 4 и соединенного с ней пружиной б, двух ползунов 7, 8 с направляющей 9, связанных со штангой, шарнирного двухзвенника 10, 11, центральный захват 12 которого соединен с пуансоном 3, а крайние шарниры 13 и 14 связаны с ползунами 7 и 8.

Устройство снабжено дополнительными шарнирными звеньями 15 и 16, одним общим шарниром 12, соединенным с пуансоном, дополнительными ползунами 17, связанными со вторыми шарнирами 15, 16 допол- нительных шарнирных звеньев, и фиксаторами 19 ползунов на штанге 4, при этом шарнирные двухзвенники 10,11,15,16 имеют разную жесткость.

Звенья выполнены из толкателей 10,11, 15, 16, пружин 20 с разной жесткостью, установленных в направляющей 21. Фиксаторы 19 выполнены электромагнитными.

Устройство работает следующим образом.

Смещают груз 5 из положения равновесия вдоль штанги 4, предварительно включив фиксаторы 19 на паре звеньев 10,11 или 15, 16. Груз 5 под действием пружины 6 совершает возвратно-поступательные пе- ремещения с затухающей амплитудой. Штанга 4 передает эти усилия на соответствующие звенья и на пуансон 3, производящий нагружение участка поверхности скважины 2. Для изменения жесткости нагружения производят переключение фиксаторов 19 на соответствующих звеньях с разной жесткостью нагружения.

Установка позволяет проводить испытания в новом режиме - при изменении жесткости нагружения пород, грунтов, строительных объектов в ходе нагружения, что существенно расширяет возможности испытаний.

Формула изобретекия Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги, инерционного груза, подвижно установленного на шганге и соединенного с ней пружиной, двух ползунов с направляющей, связанных со штангой, шарнирного двухзвенника, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, а крайние шарниры связаны с ползунами, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения постоянной и изменяемой в ходе испытания жесткости нагружения, оно снабжено дополнительными шарнирными звеньями, одним шарниром, соединенным с пуансоном, дополнительными пуансонами, связанными с вторыми шарнирами дополнительных шарнирных звеньев и фиксаторами ползунов на штанге, при этом двухзвенники имеют разную жесткость.

Использование в испытательной технике, для изучения прочностных характеристик горных пород, грунтов в полевых условиях. Сущность изобретения устройство содержит пуансон, штангу с грузом и пружиной, двухзвенники с пружинами разной жёсткости. При колебаниях груза вдоль штанги нагрузка передается на пуансон через двухзвенники, фиксаторы которых включены. При переключении фиксаторов работают другие двухзвенники с новой жесткостью 1 ил.