Устройство для моделирования горного давления

Устройство для моделирования горного давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включающее модель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособление с источником нагрузки , отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследований , оно снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляют одностепенной шарнир, опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков и расположена между опорными поверхностями каркаса и основания , при этом источник нагрузки выполнен в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основа ннем .

СОЮЭ ООЕЕТСИИХ

CONVM

PECAVSiNH (!и (Ill

1124123 A

31 11 E 21 C 39/00

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I

Я

3Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛЮЮ lhlHI 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3619365/22-03 (22) 13.07.83 (46) 15. 11.84. Бюп. В 42 (72) М.Н. Белкин, М.П. Гладышева и И.И. Гроссман (71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства "Оргэнергострой™ (53) 622.235(088.8) (56) 1. Кузнецов Г.Н. и др. Моделирование проявлений горного давления. Л., "Недра", 1968, с. 230236.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1076580, кл. Е 21 С 39/00, 1980 (прототи ). (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включающее модель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, к загрузочное приспособление с источником нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследований, оно снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляют одностепенной шарнир, опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков и расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом источник нагрузки вы- I полнея в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основа нием.

1 11241

Изобретение относится к модельным исследованиям подземных сооружений и может быть использовано в различных областях подземного строительства, в частности, в горной промышленности.

Известно устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентных мате-. риалов и загрузочные приспособления, - установленные на гранях блока (1 3.

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений вследствие искажения поля напряжений, имитирующего гравитационное поле, так как вертикальная компонента тензора напряжений в модели постоянна, в . то время как при моделировании горных выработок, высота которых соизмерима с высотой го слоя пород, определяющих напряжение на контуре, вертикальная составляющая тензора напряжений должна линейно зависеть от расстояния от данной точки до верхней границы модели.

Наиболее близким по техническо сущности к предлагаемому является устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособление с источником нагрузки (2 ).

Недостатком. этого устройства является искажение поля напряжений, вызываемое плоской опорной поверхностью. Это искажение нри центральном угле клина около 100 часто встречающееся в практике, распространяется иа область, превышающую

1/3 высоты модели. Кроме того, наличие двух источников нагрузки на загрузочных приспособлениях на каждой бокогэй грани усложняет процесс

45 исследований, поскольку возможны неравенства величин нагрузок за счет различных деформаций опорных поверхностей, неплотностей в маслопроводах и т.д.

Цель изобретения « «повышение точности исследований.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочное приспособление с. источником нагруз23 2 ки, снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляет Ьдностепенной шарнир, опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков н расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом ис-, точник нагрузки выполнен в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основанием.

На чертеже представлено устройство °

Устройство содержит каркас 1, ось

2, модель 3, загрузочные приспособления 4, домкрат 5, штамп 6, систему тяг 7, основание 8, систему катков 9.

Устройство работает следующим образом..

Каркас 1 поворачивается вокруг оси 2 на необходимый угол и фикси. руется. В каркасе послойно заливается модель 3, после чего каркас с моделью возвращается в вертикальное положение. На боковых гранях модели монтируют загрузочные приспособления 4, на одной из которых устанавливают домкрат 5 и штамп 6.

Домкрат и штамп соединяют системой тяг 7 с осью 2 и основанием 8, в результате чего система сил, действующих в устройстве, уравновешивается.

При нагружении модели домкратом с силой Р в точки установки штампа возникает равная реактивная сила

Р, так как модель с каркасом может свободно перемещаться по каткам 9, вращаясь вокруг оси 2. При этом обеспечивается радиальное и тангенцнальное направление главных напряжений в зоне опирания н, тем самым, устраняются искажения поля напряжений, возникающие в прототипе.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения достигается в результате уменьшения объема модели (в среднем в 4 раза по сравнению с прототипом), а также упрощения операций сборки модели и загрузочных устройств, так как поворот каркаса обеспечивает залив1124123

Составитель Г. Алексеева

Редактор К. Волощук Техред Л.Коцюбняк Корректор .А. Тяско т

Заказ 8251, 29 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ку модели с любым наклоном пластов, а наличие одного силового элемента (домкрата) облегчает процесс нагружения модели и обеспечивает равномерность передачи нагрузок на обеих боковых гранях. Кроме тьго, подвижность боковых ребер каркаса и цилиндрическая опорная поверхность повышают точность исследований, так как создается необходимое напряженное состояние в имитируемом массиве и снижаются искажения в поле напряжений при ограниченных размерах модели.