Устройство для измерения тангенциальных напряжений в крепи и касательных усилий на контакте крепи с массивом пород

Устройство для измерения тангенциальных напряжений в крепи и касательных усилий на контакте крепи с массивом пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<»>746112 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.04.77 (21) 2478440/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 622.831. .3 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25 по делам иаооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 17.07.80

Ю. С. Обручев, Г. М. Пучачев, В. В. Корнеев, В. Н. Очнев и Ю. В. Капулер (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена, Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Г. В. Плеханова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В КРЕПИ И КАСАТЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ

НА КОНТАКТЕ КРЕПИ С МАССИВОМ ПОРОД

Изобретение относится -к измерительной технике и может быть использовано для изучения взаимодействия крепи с породой и измерения проявлений горного давления в подземных выработках, а именно, для одновременного измерения тангенциальных напряжений в крепи и касательных усилий на контакте крепи с массивом горных пород.

Известно устройство для исследования взаимодействия крепи с боковыми породами на моделях из эквивалентных материалов (1).

Известно также устройство для измерения нормальйых и касательных усилий на контакте крепи с массивом горных пород, включающее опорные крышки, измерительные элементы и анкер для закрепления устройства на контуре пород (2).

Однако известные устройства обладают недостатками, которые ограничивают область измерений только касательными и нормальными усилиями на контакте крепи и пород, не учитывая при этом значительных тангенционных напряжений, возникающих в самой крепи.

Целью изобретения является измерение тангенциальных нормальных напряжений, действуюших в крепи вдоль ее контура во взаимовлияющем режиме с касательными усилиями.

Указанная цель достигается тем, что устройство имеет цилиндрический корпус, покрытый изолируюшей оболочкой, à его опорные крышки выполнены цилиндрическими и имеют фиксаторы и жесткие стержни для обеспечения передачи тангенциальных напряжений на измерительные элементы, которые расположены на торцах цилиндрического корпуса и выполнены в виде упругих мембран со струнными датчиками.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А — А фиг. 1.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с жестко связанными по его торцам упругими мембранами 2, на которых

zo монтируются струнные деформометры 3, а также цилиндрических крышек 4, оболочки из пористой резины 5, анкера 6 и стопорных болтов 7. Касательные усилия от горной породы с помощью анкера 6 передаются на

746112 цилиндрический корпус 1, а тангенциальные напряжения,: "зникающие в бетоне крепи, с помощью фикс-то1ов 8 передаются на цилиндрические крышки 4, которые жестко связаны с мембраной 2 стержнем в центре крышки. Для фиксации положения крышки 4 относительно мембраны 2 между последней и цилиндрической крышкой 4 помещают слой плотной вакуумной резины 9.

Цилиндрические крышки 4 с помощью стопорных болтов 7 крепятся к корпусу 1 для удобства при транспортировке устройства.

Имеются также отверстия 10 в корпусе 1 для регулировки натяжения струны 11 в момент сборки устройства, которое закрывается герметичной винтовой пробкой, и отверстие 12 в корпусе 1 для вывода отводящих проводов от датчиков деформации 3, которое закрывается герметичной комбинированной пробкой в момент сборки устройства. Внутри герметичного цилиндрического корпуса помещается влагопоглощающее вещество.

Устройство работает следующим образом.

Перед производством работ устройство тарируется в лабораторных условиях с целью получения тарировочных графиков для каждого датчика. В горной выработке с помощью анкера 6 устройство фиксируется на породном контуре в заданном направлении.

Вывинчиваются стопорные болты 7, освобождая крышки 4, и устройство вводится в работу, оставаясь в бетоне крепи после закрепления выработки. Касательные усилия, возникающие вследствие перемещения пород и крепи на их контакте, через корпус 1 передаются на мембраны 2, тангенциальные напряжения, возникающие в бетоне крепи, через крышки 4, также передаются на мембраны 2, деформации которых фиксируются датчиками 3.

Величина касательных усилий и напряжений в крепи, исходя из статической схемы их взаимодействия, определяется по показаниям датчиков, по их тарировочным графикам из следующих соотношений:

2.Г где Т вЂ” касательное усилие;

N и N q — показания датчиков;

6 — окружные (нормальные) напряжения в крепи;

F — площадь цилиндрической крышки 4 со стороны бетона.

Направление касательных усилий опре14 деляется по показаниям датчиков от меньшего к большему, а направления нормальных напряжений в крепи — па знаку, принимая за положительные сжимающие напряжения.

1S

Формула изобретения

1. Устройство для измерения тангенциальных напряжений в крепи и касательных усилий на контакте крепи с массивом пород, включающее опорные крышки, измерительzo ные элементы и анкер для закрепления устройства на контуре пород, отличающееся тем, что, с целью измерения тангенциальных нормальных напряжений, действующих в крепи вдоль ее контура во взаимовлияющем режиме с касательными усилиями, устройство имеет цилйндрический корпус, покрытый изолирующей оболочкой, а его опорные крышки выполнены цилиндрическими и имеют фиксаторы и жесткие стержни для обеспечения передачи тангенциальных напряжезв ний на измерительные элементы, которые расположены на торцах цилиндрического корпуса и выполнены в виде упругих мембран со струнными датчиками.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что изолирующая оболочка корпуса выполнена резиновой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 470623, кл. Е 21 С 39/00, 03.05.73.

4д 2. Авторское свидетельство СССР № 424976, кл. E 21 С 39/00, 21.06.71

746112

° \ е с °

° .. -Ы.

Ъ с Д

\ с

° ° с

° е с г с с ю ф °

° ° °

° ° °

Ф

° r" ° с

Ь

r Ф

»

° ° ° d"r ( д," Ь

t ю Д с,Р °

r в

» » °

°, °

° °

Ю

g с с, Q;. -д° I с

° °

Я; )

» ° °

» "д ° ° с» °

° с

° с ° r ° р

r ° ° e °

- -Я- ч.

° °

° с с

° с ° °

° ° ° с с л е,» с с, ° с с д и

° °

В ° с

» ° ° ф

° °

° с

Ф

° ° .0,. a.

Ф с ;;. Х !

\ t7

° °

° - 0 °° . .... о-.

° г ° 3: °

° » °

° "ф- л

°В и е

»

° » ° ° °

»

»

1 ° ° Ф Ф ° °

° е С rr, D

°

° - ч

° с с с ° р Ь. -°, - " -g

° ° с с ° е ° ° °

° r съ . °;. .,;..4 .

° ° 0

° с ° °

О

° ° с r

-:Ь- с

» 1 с 1 с "qЭ» с с g Д, ° ° с °

Ф

° с с ° .,й,, 746112

Составитель E. Борисова

Редактор Т. Авдейчик Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 3914/24 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4