Устройство для измерения деформации горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21C39/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРЙАЦИЙ ГОРНЫХ i: Изобретение относится к технике измерения напряжений в Земле, в частности к устройствам, служащим для измерения напряжений твёрдых те например горных пород, и может быть использовано для измерения напряжений в Земле при прогнозе землетря сений, горных ударов и обвалов. Известно устройство для измерения давления, состоящее из Мембран с промежуточным уплотняющим элементом l . Однако оно рассчитано на большие напряжения и имеет низкую чувствительность. Гистерезис таких устройс достаточно большой. Известно также устройство дли измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, датчик пере мещений, состоящий из внутренней и внешней мембран с герметично полостью между ними, заполненной жидкостью и соединённой с регистратором 2 ., . В таком устройстве нерабочие уча стки мембран заключены в жесткую ра ку, В процессе измерений происходит трение нерабочих участков мембран ПОРОД с рамой, в результате чего имеет место конструкционный гистерезис. Цель изобретения - увеличение точности измерения путем уменьшения конструктивного г 1стерезиса без умень,шения прочности конструкции чувствительного элемента. Указанная цель достигается тем, ,что между нерабочими участками мембран датчика выполнено соединение/ которое имеет форму полуокружности, причем соотношение радиусов внутренней и внешней мембран не менее, чем 3:1.. Такое соотношение позволяет свести к минимуму гистерезис за счет уменьшения трения по контактным поверхностям. При росте напряжений увеличивается нагрузка на торцовые участки мембран. Так как контактная поверхность бурта внутренней мембраны больше наружной, основная нагрузка приходится на нее. Наличие малого радиуса наружной мембраны не ведет к разрушению контактной зоны, а прижимает внутреннюю мембрану к наружной д которая из-за малого радиуса не распрямляется,.а передает нагрузку на рабочие мембраны, увеличивая чувствительность конструкции,

Нд чертеже изображено устройство для измерения механических напряжений, в котором чувствительный элемент образован прямым соединением мембран между собой с соотношением радиусов не менее 3:1.

Устройство состоит из двух рабочих мембран: внутренней 1 и наружной 2, соединительной трубки 3, регистратора 4. Устройство установлено в.щели 5 горной породы.

При росте напряжений происходит увеличение давления в полости датчика, что ведет к увеличению давления .на зону 6 соединения. Однако в с тем, что зона соединения имеет различные радиусы соединения, наиболшая нагрузка приходится на больший радиус, который и должен деформироваться. Однако связь мембран по .разным радиусам ведет к тому, что деформируется йерабочая поверхность мебран и увеличивается эффективная площадь.рабочих мембран.

Формула изобретения Устройство для измерения дефор-, маций горных пород, включакяцее регистратор, датчик перемещений, состоящий из внутренней и внешней мембран с герметичной полостью между ними, заполненной жидкостью и соединённой с регистратором, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения конструкционного гистерезиса, мезаду нерабочими участками мембран датчика выполнено соединение, которое йМеет форму полуокружности, причем соотношение радиусов внутренней и внешней мембран не менее, чем 3:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Луфт Г. И. Конструкционный гитерезис мембран в зависимости от спсоба заделки, Смоленск, 1965.

2.Короблен А. А. Современные методы и приборы для изучения напряженного состояния массива горных пород. М., Недра, с. 93-101