Устройство для измерения деформаций массива горных пород
Использование: в геомеханике при измерении напряженного состояния массива пород. Сущность изобретения: устройство включает жесткий шарообразный каркас, заключенный в упругие оболочки. Между оболочками на продолжении пространственных осей каркаса расположены датчики давления. Устройство позволяет получать информацию по пространственному распределению деформации массива. Кроме того, оно обеспечивает расширенный диапазон измерения за счет наличия упругих оболочек. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУ6ЛИК (505 G 01 Ч 1/16
ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813362/25 (22) 11.04.90 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (72) Г.Ю.Валуконис и М.r,Ëåaåðòîâ (56) Авторское свидетельство СССР
М 761968, кл. G 01 V 1/16, 1980.
Авторское свидетельство СССР
hh 1080097, кл.G 01 V 1/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД
Изобретение относится к геомеханике и может быть использовано при измерении напряженного состояния массива пород.
Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном расширении диапазона измерений.
Устройство, разрез, схематично показано на чертеже.
Устройство имеет шарообразный каркас из малосжимаемого материала, например чугуна или металлокерамики. Каркас 1 размещен внутри концентрически расположенных внутренней и внешней оболочек
2,3 иэ упругого материала, например рези .. ны. Внешняя оболочка для удобства монтажа выполнена составной из двух полусфер, которые при монтаже закрепляются на внутренней оболочке 2 при помощи кольцевого зажима 4. Между оболочками 2 и 3 размещены датчики 5 давления, например пьезодатчики, составляющиетри пары, причем каждая пара датчиков расположена на продолжении пространственных осей ядра. Ж 1820349 А1 (57) Использование: в геомеханике при измерении напряженного состояния массива пород. Сущность изобретения: устройство включает жесткий шарообразный каркас, заключенный в упругие оболочки. Между оболочками нэ продолжении пространственных осей каркаса расположены датчики давления. Устройство позволяет получать информацию по пространственному распределению деформации массива. Кроме того, оно обеспечивает расширенный диапазон измерения за счет наличия упругих оболочек. 1 ил.
1. Датчик 5 с регистратором (не показан) соединен посредством кабеля 6.
Устройство работает следующим образом.
В горном массиве бурят шпур, на дне которого размещают устройство (при сохра- QQ кении пространственной ориентации осей Я последнего). После этого шпур заливают С1 раствором нерасширяющегося или слабо- (1 расширяющегося при твердении цемента. р
Благодаря шарообразной форме устройства сохраняется его изотропия относительно измеряемых параметров напряженного состояния горного массива. Наличие жесткого ядра-каркаса 1 препятствует появлению необратимых деформаций, которые могли бы изменить исходную форму устройства, и обеспечивает независимость поведения датчиков 5 по пространственным осям.
Внешняя оболочка 3 предохраняет датчики
5 от повреждения и создает противовес горному давлению. Аналогичные функции выполняет внутренняя оболочка 2, создающая
1820349
Составитель Г.Валуконис
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И,Шмакова
Редактор С.Кулакова
Заказ 2029 Тираж Подписное
8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 упругий противовес между каркасом1 и датчиком 5, Расположение датчиков 5 между оболочками 2 и 3 обеспечивает независимость регистрации ими всех трех компонен-. тов пространственного напряженного 5 состояния горного массива.
Упрощение конструкции устройства достигается за счет того, что оно не содержит таких элементов, как мембрана, пружины, жидкие или газообразные рабочие тела. 10
Конструкция aecbMa компактна, по форме это идеальное геометрическое тело. Все это в совокупности резко повышает надежность устройства.
Практический и существенный для ре- 15 шаемой задачи вывод вытекает из уравнения общего модуля Юнга для трехслойной среды: подбирая соответствующим образом упругие материалы внешней и внутренней
20 оболочек датчиком рассчитанным например, на интервал давлений 0,1-1 МПа, можно измерять напряжения порядка 10-.100
МПа, т.е. предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение диапазона измерениИ.
Формула измерений
Устройство для измерения деформаций массива горных пород, включающее шарообразный каркас, преобразователи и соединенные с ними регистраторы. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения кОнструкции при одновременном расширении диапазона измерений. шарообразный каркас выполнен жестким и размещен внутри концентрически расположенных упругих оболочек, а преобразователи выполнены в виде датчиков давления, размещенных между внутренней и внешней оболочками.
