Устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии

 

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