Устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии

Устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„, 1262332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

A-A

/ 1ф у

f га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3879726/22-03 (22) 09.04,85 (46) 07,10. 86, Бюл. N - 37 (71),Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) В Н. Криканов, В. И. Кузькин, Ю. П. Давыдов и С. В. Коновалов (53) 620.173.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 461333, кл. G 01 Я 3/08, 1971. (54) уСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ТРЕХОСНОМ СЖАТИИ (57) Изобретение относится к технике испытаний, скальных горных пород и позволяет повысить точность определения деформационных характеристик пород, Испытуемый образец 5 устанавливают на осйованне,9 жесткой замкйутой обоймы 3. Нагрузочными домкратами 8 через нагрузочно-охранные обоймы (НО) 7 приводят контактные плиты (КП) 4 в соприкосновение с боковыми гранями образца 5. НО 7 в горизонтальной плоскости расположены между (б11 4 G 01 N 3/08, Е 21 С 39/00 направляющими 6, обеспечивающими соосность прикладываемых усилий. Внутри НО 7 установлены упругие элементы в виде полых стальных цилиндров (ПЦ) 10 с поперечными прерывистыми прорезями. ПЦ 10 контактируют с КП 4, а по оси ПЦ 10 расположены датчики перемещения 11. На КП 4 выполнены цилиндрические выступы 15, расположенные с зазорами 16 и 17 между обоймой 3 и торцами соотв. НО 7. Образец 5 нагружают равномерным двуосным или неравномерным боковым давлением или оставляют КП 4 в соприкосновении с боковыми гранями образца 5 без боковой нагрузки. Штоком пресса нагружают

Ю образец 5 вертикальной нагрузкой,при зтом он объемно деформируется. Подвижки граней образца 5 через КП 4 С передаются ПЦ 10, которые упруго деформируются, Это позволяет оценить с помощью датчиков перемещения 11 не только деформации образца 5, но и напряжения, возникающие на его гранях. 5 ил.

1262332

10

20. 25

В процессе нагружения образца 5 вертикальной нагрузкой происходит его объемная деформация, Подвижки граней образца 5 передаются через контактные плиты 4 полым стальным

40 цилиндрам 10 которые упруго деформируются, что позволяет оценить с помощью дифференциально-трансформаторных датчиков 11 перемещения не только деформации образца 5 при трех45 осном неравномерном сжатии, но и напряжения, возникающие на его гранях. Сигналы с дифференциально-трансформаторных датчиков 11, пропорциональные деформациям полых стальных

50 цилиндров 10, через усилитель посту-, пают на самописец. Соосность полых стапьных цилиндров 10, датчиков 11 перемещения и прилагаемой боковой нагрузки повышает точность измеряе- >

55 мых величин деформации и напряжений.

Совместная работа полых стальных ци- . линдров 10 и датчиков 11 перемещения позволяет получат= необходимые реВ качестве направляющих для нагрузочно-охранных обойм 7 в вертикальной плоскости служат опорная плита 1 и съемная плита 13 с отверстием 14, которое используется для прохода штока пресса, передающего вертикальную нагрузку.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания образцов скальных горных пород.при трехосном неравномерном сжатии.

Цель изобретения — повышение точности определения деформационных характеристик горных пород.

На фиг. 1 показано устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — полый цилиндр; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 3.

Устройство содержит опорную плиту 1, жестко соединенную с ней раму 2, жесткую замкнутую обойму 3 с направляющими пазами, контактные плиты 4 для образца 5, установленные с возможностью перемещения в пазах обоймы 3, направляющие 6, нагрузочно-охранные обоймы 7, установленные с возможностью перемещения по направляющим 6, винтовые домкрать. 8, установленные на раме 2 и имеющие шарнирные соединения с нагрузочноохранными обоймами 7, основание 9 для установки образца 5, упругие элементы в виде полых стальных цилиндров 10 с поперечными прерывистыми прорезями, установленных внутри нагрузочно-охранных обойм 7 соосно их осям и контактирующих с контактными плитами 4, дифференциально-трансформаторные датчики 11 перемещения, расположенные в полых цилиндрах 10 соосно их осям, и ультразвуковые датчики 12, установленные в полостях контактных плит 4, На контактных плитах 4 выполнены цилиндрические выступы 15, расположенные с зазорами 16 и 17 между замкнутой. обоймой 3 и торцами соответствующих нагрузочио-охранных обойм 7. Величина зазора 16 имеет фиксированное значение, обеспечивающее работу полых цилиндров в пределах упругой области их деформирования. Зазор 17 служит для ограничения хода контактной плиты 4 в направлении испытуемого образца 5, Для регистрации деформационных характеристик образца 5 служат усилитель и самописец (не показаны), связанные с датчиками 11.

Устройство работает следующим образом.

При отведенных с помощью винтовых домкратов 8 нагрузочно-охранных обоймах 7 с контактными плитами 4 на основание 9 жесткой замкнутой обоймы 3 устанавливают испытуемый образец 5, После этой операции винтовыми домкратами 8 приводят контактные плиты 4 в соприкосновение с боковыми поверхностями образца 5.

При этом в зависимости от условий опыта образец 5 предварительно нагружают равномерным двухосным или неравномерным боковым давлением или оставляют контактные плиты 4 в соприкосновении с боковыми гранями образца 5 беэ предварительной боковой пригрузки. После этих операций на образец 5 дают вертикальную нагрузку через шток пресса с замером вертикальных деформаций датчиками 1! перемещения и доводят нагрузку на образец 5 до разрушения ступенями. На каждой ступени нагружения с помощью ультразвуковых датчиков 12 измеряют скорости распространения продОльных волн.

1262332

Фиг. f зультаты в координатах перемещение— напряжение вплоть до хрупкого разру,щения образца, Формула изобретения

Устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии, содержащее опорную плиту, жесткую замкнутую обойму с направляющими пазами, контактные плиты для образца, установленные с возможностью перемещения в пазах обоймы, нагрузочные домкраты, связанные с контактными плитами, и датчики перемещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения деформационных характеристик горных пород, оно снабжено нагрузочно-охранными обоймами, расположенными между нагрузочными домкратами и контактными плитами, направляющими для нагрузочно-охранных обойм и упруги" ми элементами в виде полых стальных цилиндров с поперечными прерывистыми прорезями, установленных внутри

10 нагрузочно-охранных обойм и контактирующих с плитами, при этом датчики перемещения расположены на оси полых цилиндров, а на контактных плитах выполнены цилиндрические выс15 тупы, расположенные с зазорами между замкнутой обоймой и торцами соответствующих нагрузочно-охранных обойм.

)262332

Составитель В, Тальвойш

Редактор А. Йишкина Техред .В.Кадар Корректор М. Мак симишинец

«Ь

Закаэ 54 1 8/39 Тираж 7? 8 Подписное

BHHHIIH I c ;àðñòâeííîãî комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1I3035, Москва, R-35, Раушская наб., д, 4!5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород. ул. Проектная, 4