Устройство для объемного сжатия образцов горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устр-во содержит обойму для размещения образца 1 кубической формы в виде четырех жестко скрепленных одна с другой стенок 2, горизонтально установленную подвижную плиту 3 для нагруження образца 1 и пресс, связанный с горизонтальной плитой 3. Устр-во имеет дополнительную вертикально установленную плиту 4 для взаимодействия со свободной гранью образца 1,гидроцилиндр 5 с поршнем и штоком 6, гидронасос 7 и регулируемый клапан 8 давления . Гидронасос 7 и клапан 8 сообщены с подпоршневой полостью гидроцилиндра 5. Последний прикреплен к обойме, а шток 6 - к плите 4. Устр-во имеет индикаторы 11 перемещения плит 3 и 4 и датчик 12 давления. При активном нагружении образца происходит его сжатие по вертикальной оси Z и расширение в сторону гидроцилиндра 5 по оси X, по оси Y деформация отсутствует . Перемещение плит 3 и 4 регистрируется индикаторами 11, давление образца на стенки обоймы регистрируется датчиком 12. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1I) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4105139/22-03 (22) 26.05,86 (46) 30.01.88. Бюл.У 4 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) Г,Д.Лезин и А.А.Козлов (53) 620.173 (088.8) (56) Берон А.И. и др. Исследования прочности и деформируемости горных пород. M.: Наука, 1973, с. 113. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕМНОГО СЖАТИЯ

ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устр-во содержит обойму для размещения образца 1 кубической формы в виде четырех жестко скрепленных одна с другой стенок 2, горизонтально установленную подвижную плиту 3 для нагружения об(5Н 4 Е 21 С 39/00 С 01 N 3/10 раэца 1 и пресс, связанный с горизонтальной плитой 3. Устр-во имеет дополнительную вертикально установленную плиту 4 для взаимодействия со свободной гранью образца 1,гидроцилиндр 5 с поршнем и штоком 6, гидронасос 7 и регулируемый клапан 8 давления. Гидронасос 7 и клапан 8 сообще ны с подпоршневой полостью гидроцилиндра 5. Последний прикреплен к обойме, а шток 6 — к плите 4. Устр-во имеет индикаторы 11 перемещения плит

3 и 4 и датчик 12 давления. При актив ном нагружении образца происходит

его сжатие по вертикальной оси 2 и расширение в сторону гидроцилиндра 5 по оси Х, по оси Y деформ;.ция отсутствует. Перемещение плит 3 и 4 регистрируется индикаторами 11, давление образца на стенки обоймы регистрируется датчиком 12. 3 ил.

1 13702

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для объемного сжатия образцов горных пород и определения их деформационных и прочностных характеристик.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство для объемного сжатия обра- 10 эцов горных пород; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид сбоку.

Устройство содержит обойму для размещения образца 1 горной породы кубической формы, выполненную в виде четырех жестко скрепленных одна с другой стенок 2, горизонтально установленную подвижную плиту 3 для нагружения образца 1, дополнительную вертикально установленную подвижную плиту 4, гидроцилиндр 5, корпус кото1 рого прикреплен к стенкам 2 обоймы, а шток 6 — к дополнительной плите 4, гидронасос 7 и регулируемый клапан 8 25 давления, соединенные трубопроводом

9 с подпоршневой полостью гидроцилиндра 5 и расширительным бачком 10, индикаторы 11 перемещения подвижных плит 3 и 4, датчики 12 давления, уста-30 новленные на всех стенках 2 обоймы, и пресс (не показан), соединенный с плитой 3.

Устройство работает следующим образом.

Во внутреннюю полость обоймы, образуемую четырьмя неподвижным стенками

2, помещают образец 1 породы кубической формы. Подводят к свободным граням образца 1 подвижные плиты 3 и 4. Контактные поверхности стенок и 2 и плит 3 и 4 заранее смазывают разогретым битумом, а зазоры между образцом 1 и контактными поверхностями заливают твердеющим цементно- 45 песчаным составом. Устройство размещается между плитами пресса (не показан), который через плиту 3 создает вертикальное нагружение Р„р образца 1.

Регулятор клапана 8 устанавливают на заданное в данном экснерименте давление Р„„„, и гидранасосом 7 давление в гидроцилиндре 5 доводится до этой заданной величины. В зависимости от схемы нагружения образца 1 возможен и такой вариант, когда давление Р „„ является только пассивным, т.е ° гидронасос 7 не используется. (2) где Р,„!!х !

Р„ — усилие, развиваемое гидроцилиндром 5; — показание датчика 12 на стенке 2, параллельной плиплите 4; усилие, развиваемое прессом;

P — показание датчика 12 на стен2 ке 2, параллельной плите 3.

Деформации по вертикальной оси и деформации („ по горизонтальной замеряют индикатором 11.

Напряжения по осям определяют по выражениям

Р б (3) а (а + „) где а — длина ребра образца, Р3

G! (а -P) (а+ „) (4) (5) По полученным значениям напряжений и деформаций получают величины модулей упругости и деформации, ко41

При активном нагружении образца 1 силой Р„ происходит его сжатие по вертикальной оси Z и расширение в сторону гидроцилиндра 5 по оси Х.

По третьей оси Y деформации отсутствуют.

При этом плита 4 вместе со штоком

6 и поршнем гидроцилиндра 5 перемещается, вытесняя из гидроцилиндра 5 масло через клапан 8 и трубопровод

9 в расширительный бачок 10. Перемещение плит 3 и 4 регистрируется индикаторами 11, давление образца 1 на стенки 2 замеряется при помощи датчиков 12 давления.

Для расчета напряжений, действующих на образец 1 породы, применяют вертикально действующую силу P,ãîризонтальную силу Р„,рассчитанные исходя иэ сил Р„ и Р„„„ с учетом сил трения в обойме, а также силу Р, принимаемую по показаниям датчиков давления °

Силы Р„ и Р определяются следующим образом:

I ции х

P (1) х 2

У

I !!Р + Р2

Z з

1 эффициента Пуансона и другие характеристики испытываемой породы. По предельным значениям G и соответствующим им G„ строят паспорт прочности породы.

Расширение функциональных возможностей достигается за счет обеспечения моделирования напряженно-деформационного процесса в массиве пород вблизи протяженного обнажения. При этом соблюдаются условия геометрического, динамического и кинематического подобия процессов в образце и в массиве за исключением масштабных факторов. формула из обретения

Устройство для объемного сжатия образцов горных пород, содержащее

370241

4 обойму для размещения образца кубической формы в виде четырех жестко скрепленных одна с другой стенок, горизонтальную подвижную плиту для нагружения образца и пресс, связанный с горизонтальной плитой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено дополнительной вертикально установленной плитой для взаимодействия со свободной гранью образца, гидроцилиндром с поршнем и штоком, гидронасосом и регули15 руемым клапаном давления, сообщенными с подпоршневой полостью гидроцилиндра, индикаторами перемещения обеих плит и датчиками давлений, связанными со стенками обоймы, при этом

2р корпус гидроцилиндра прикреплен к обойме, а шток — к дополнительной плите.

908. 2! 370241

Составитель В.Тальвойш

Техред М.Ходанич Корректор A.Тяско

Редактор Т.Парфенова

Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 382/28

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4