Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к области исследования горных пород и позволя- 26 22 го 12 ет с высокой точностью определять их прочностные и деформативные характеристики путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях. Для этого цилиндрический образец (ЦО) 3 в эластичной емкости 2 размещают в гидравлической камере (ГК) 1 и нагружают его. С помощью рычажной системы 27 через шток 28 и установленный в корпусе ГК 1 поршень 6 диаметром, равным диаметру ЦО 3, задается вертикальная нагрузка на ЦО 3, а подачей жидкости в ГК.1 через трубопровод (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,«1::». п

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3828247/22-03 (22) 24,12.84 (46) 07.06.86. Бюл. Р 21 (71) Государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гипродорнии" (72) С. Н. Дорогутина, H. M. Смуров и А. Ф. Тыслюк (53) 620,172:622,23.05(088.8) (56) Зарецкий Ю. К. и др. Статика и динамика грунтовых плотин. M.: Энергоатомиздат, 1983, с. 38 39. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ

И ДЕФОРИАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНОЙ

ПОРОДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ

ВЛЕНИЯ (57) Изобрет исследования (51) 4 G 01 N 3/10 // Е 21 С 39/00 ет с высокой точностью определять их прочностные и деформативные характе» ристики путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях. Для этого цилиндрический образец (ЦО) 3 в эластичной емкости 2 размещают в гидравлической камере (ГК) 1 и нагружают его. С помощью рычажной системы 27 через шток 28 и установленный в корпусе ГК 1 поршень 6 диаметром, рав» ным диаметру ЦО 3, задается вертикальная нагрузка на ЦО 3, а подачей жидкости в ГК.1 через трубопровод

1236344 создается радиальная нагрузка. Оцновременно на ЦО 3 передается нагрузка от давления в ГК 1, создаваемого имитатором реакции грунтов, выполненным в виде стакана 9 с установленной в, нем эластичной камерой {3K) 12, адекватной емкости 2 и сообщенной с ГК 1.

Внутри стакана 9 размещен кольцевой образец 23 грунта, охватывающий ЭК 12.

Вертикальная нагрузка на ЦО 3 одновременно с помощью диска 15, крышки

Изобретение относится к способам и устройствам исследования прочностных и деформативных характеристик горной породы, в частности грунтов в условиях сложного напряженного состоР яния в зависимости от параметров и характера приложения нагрузок.

Цель изобретения -, повышение точности определения путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях.

На чертеже представлена установка для определения прочностных и деформативных характеристик горной породы, Установка включает в себя гидравлическую камеру I, размещенную в ней соосно эластичную емкость 2 для образца 3 горной породы, устройство 4 для создания радиальной нагрузки, устройство 5 для создания вертикальной нагрузки, включающее установлен« ный в корпусе камеры поршень 6 постоянного диаметра, равного диаметру цилиндрического образца, и измерительные приборы 7 и 8, имитатор реакции

25 грунтов, выполненный в виде стакана

9, на дне которого установлен диск

10 с перфорациями с образованием полости 11 между ним и дном стакана, укрепленной на этом диске 10 соосно стакану 9 эластичной камеры 12, адекватной емкости 2 для образца 3 горной породы и сообщенной с полостью гидравлической камеры 1 трубопроводом

13, установленной на стакане 9 подвиж-35 но относительно его оси крышки 14 с перфорационным диском 15, образующим полость 16 между ним и крышкой, при14, кольца 26 силовой рамы и пригруза 18 задается и на образце 23. 3а счет его бокового распора давление из ЭК 12 через трубопровод 13 передается в ГК I. После создания трехосного статического нагружения на U0 3 аналогично воздействуют динамическими нагрузками. Прилагаемые нагрузки и деформации измеряются в процессе испытаний приборами 7 и 8, 2 с. п. ф-лы, 1 ил. чем крьппка 14 имеет раму 17 с пригрузом 18, полости, образованные дисками

10 и 15, имеют отводы 19 и 20 с вентилями 21 и 22, а внутри стакана размещен кольцевой образец 23 грунта, охватывающий эластичную камеру 12, Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25. Силовая рама 17 устанавливается на образец 23 грунта с помощью кольца 26. Устройство для создания вертикальной нагрузки также включает рычажную силовую систему 27, шток 28,, с помощью которых создается нагрузка, имитирующая вес вьппележащих пород.

Способ осуществляют следующим образом.

В гидравлическую камеру 1 помещается установленный в эластичной емкости 2 цилиндрический образец 3 грунта, Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25. В имитатор устанавливается образец 23 грунта кольцевой формы, в полость которого вставляется эластичная камера 12, Иа образец 23 грунта кольцевой формы устанавливается перфорационный диск 15 с крышкой

14 и кольцо 26 с силовой рамой 17.

Через трубопровод 13 гидравлическая камера 1 и эластичная камера 12 заполняются водой, после чего трубопровод устройства 4 перекрывается. При помощи рычажной силовой системы 27 задается необходимое осевое давление на цилиндрический образец 3 и одновременно с помощью нерфорационного диска

15, крышки 14, кольца 26 силовой рамы 17 и.пригруза 18 задается тоже

1236344

Составитель В. Петрова

Редактор Н. Данкулич Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3082!45

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.. вертикальное давление на кольцевой образец 23. Таким образом, цилиндрический образец 3 находится в условиях трехосного статического нагружения: по оси — с помощью рычажной системы

27 через шток 28 и поршень 6, по боковой поверхности - от давления в гидравлической камере 1, возникающего в результате бокового распора образца 23 кольцевой формы и передающего через трубопровод 13 из эластичной камеры 12 в гидравлическую камеру 1, После создания трехосного статического нагружения образца 3 включается источник (не показан) активного дина» >5 мического давления и через трубопровод устройства 5 для создания вертикальной нагрузки, шток 28 и поршень

° 6 на образец 3 передаются вертикальные динамические нагрузки. Соответст- 20 вующие им радиальные динамические давления создаются за счет радиальных деформаций образца 3, вызывающих дина мический отпор образца 23 кольцевой формы, передающийся из эластичной камеры 12 через трубопровод 13 в гидравлическую камеру 1.

Формула изобретения

1. Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы в условиях сложного напряженного состояния, включающий размещение цилиндрического образца горной породыЗ5 в гидравлической камере, нагружение

его вертикальными и радиальными гидравлическими .нагрузками н регистрацию величин нагрузок и деформации образца, по которым определяют характеристики горной породы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях, гидравлические радиальные нагрузки передают на имитатор реакции грунтов, окружающих исследуемую горную породу.

2. Установка для определения проч ностных и деформативных характеристик горной породы, содержащая гидравлическую камеру, размещенную в ней соосно зластичную емкость для образца горной породы, устройство для создания радиальной нагрузки, устройство для создания вертикальной нагрузки, включающее установленный в корпу се камеры поршень постоянного диаметра, равного диаметру цилиндрического образца, и измерительные приборы, отличающаяся - тем, что, она снабжена имитатором реакции грунтов, выполненным в виде стакана,,на дне которого установлен диск с перфорациями с образованием полости межцу ним и дном стакана, укрепленной на этом диске соосно стакану эластичной камеры, адекватной емкости для образца и сообщенной с полостью гидравлической камеры, установленной на стакане подвижно относительно его ocu крышки с перфорационным диском, образующим полость между ним и крышкой,, причем крышка имеет раму с пригруэом, полости, образованные дисками, имеют отводы с вентилями, а внутри стакана размещен кольцевой образец грунта, охватывающий эластичную камеру.