Стабилометр для испытаний горных пород

 

СТАБИЛОМЕТР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащий корпус , камеру для испытуемого образца и дополнительную цилиндрическую камеру, канал , соединяющий обе камеры, поршень, плунжер с заплечиками, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции стабилометра и уменьшения трудоемкости его эксплуатации , плунжер выполнен телескопическим , причем каждая часть его имеет заплечики , а корпус со стороны дополнительной цилиндрической камеры снабжен стопорным устройством, например гайкой, выполненной с возможностью последовательного соединения его с заплечиками плунжера. (Л 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1048116 A

3М Е 21 С 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3445483/22-03 (22) 28.05.82 (46) 15.10.83. Бюл. № 38 (72) 1О. М. Карта шов, В. А. Козлов, Б. В. Матвеев и М. С. Эпштейн (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.289 (088.8) (56) 1. Ильницкая Е. И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М., «Недра», 1969, с. 228 — 236.

2. Авторское свидетельство СССР № 200252, кл. G 01 N 3/10, 1961 (прототип) . (54) (57) СТАБИЛОМЕТР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащий корпус, камеру для испытуемого образца и дополнительную цилиндрическую камеру, канал, соединяющий обе камеры, поршень, плунжер с заплечиками, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции стабилометра и уменьшения трудоемкости его эксплуатации, плунжер выполнен телескопическим, причем каждая часть его имеет заплечики, а корпус со стороны дополнительной цилиндрической камеры снабжен стопорным устройством, например гайкой, выполненной с возможностью последовательного соединения его с заплечиками плунжера.

10481

Изобретение относится к физико-механическим испытаниям материалов, в том числе горных пород, на прочность, а именно, к лабораторным установкам объемного сжатия образцов горных пород.

Известны стабилометры для испытания образцов горных пород в лабораторных условиях, содержащие камеру с испытываемым образцом, цилиндр, поршни и источники осевого и бокового давления (1).

Недостатком известных стабилометров О является наличие двух источников давления (осевого и бокового), что усложняет и удорожает конструкцию.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилометр, содержащий корпус, камеру с рабочей полостью, в которую помещен образец, цилиндр, поршень, плунжер с заплечиками, дополнительную цилиндрическую камеру, расположенную по оси нагружения образца над поршнем, канал, соединяющий обе полости и источник давления (2).

Недостатки известного стабилометра— сложность его конструкции и трудоемкость проведения исследований, обусловленная тем, что для изменения соотношений осевого и бокового давлений при испытаниях необходимо производить переоборудование установки путем замены поршня с соответствующим цилиндром в стабилометре, а также для нормальной работы стабилометра необходим соответствующий набор, не менее трех дополнительных поршней и цилиндров разного диаметра.

Цель изобретения — упрощение конструкции стабилометра и уменьшение трудоемкости его эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилометре для испытания горных пород, содержащем корпус, камеру для испытуемого образца и дополнительную цилиндрическую камеру, канал, соединяющий обе камеры, поршень, плунжер с заплечиками, плунжер выполнен телескопическим, причем каждая часть его имеет заплечики, а кор- 40 пус со стороны дополнительной цилиндрической камеры снабжен стопорным устройством, например гайкой, выполненной с возможностью последовательного соединения его с заплечиками плунжера.

На чертеже изображен предлагаемый стабилометр для испытания горных пород.

Стабилометр содержит корпус (не показан), камеру 1 с рабочей полостью 2, в которую помещен образец 3, цилиндр 4, телескопические плунжеры 5 — 7 с уплотнениями 8, дополнительную цилиндрическую полость 9, поршень 10 и стопорную гайку 11.

В заплечике плунжера 5 закреплены направляющие стержни 12, расположенные в плане

16

Э через 120 . Рабочая полость 2 и дополнительная цилиндрическая полость 9 соединены трубопроводом 13 с вентилем 14 и манометром !5. К образцу 3 через поршень 10 и плунжер 5 приложена от нагружающего устройства (не показано) сила P.

Стабилометр работает следующим образом.

Перед началом испытаний полости 2 и 9 заполняются рабочей жидкостью, например компрессорным маслом. Образец 3 устанавливают в камеру 1 и прикладывают сжимающую нагрузку P (например от пресса) . В положении, указанном на чертеже, осевая нагрузка 8, к образцу передается от поршня 10, а боковая гидростатическая нагрузка B — от плунжера 5 через трубопровод 13.

При этом обеспечивается режим пропорционального нагружения при определенном соотношении между боковыми и осевыми нагрузками. Отношение 6 /д,зависит от соотношения диаметров образцов 3, цилиндра 4 и поршня 10. Плунжены 5 и 6 исключены из работы с помощью гайки 11, соединяющей поршни с цилиндром 4. Образец доводится до разрушения, после чего в стабилометр устанавливается другой образец той же породы.

Для построения паспорта прочности и определения сцепления и угла внутреннего трения породы необходимо провести не менее трех испытаний образцов с разным отношением д,./.с>„Изменение этого отношения при испытаниях в предл агаемом стабилометре производится вращением гайки !1 (направление»Вверх») до освобождения от стопора плунжера 6. При этом новое отношение B /

/ о, зависит от суммарной площади сечения плунжеров 5 и 6, которые при нагру>кении образца работают совместно. Аналогичным образом освобождают от стопора плунжер 7 при испытании третьего образца.

Таким образом, вместо замены цилиндров и поршней в предлагаемом стабилометре применяется операция, связанная с вращением гайки, что ускоряет и упрощает проведение испытаний. Стабилометр позволяет проводить и режим непропорционального нагружения, для чего боковое давление на образец передается через регулируемый вручную вентиль 14 от полости 9. После испытания проводят заполнение полости 9 рабочей жидкостью. Для этого гайка 11 опускается до контакта с заплечиком плунжера 5. При дальнейшем вращении гайки рабочая жидкость из полости 2 через трубопровод 13 поступает в полость 9. Количество телескопических поршней в стабилометре и соотношение их размеров выбирают, исходя из требуемых при испытаниях соотношений.

ВНИИПИ Заказ 7884/36

Филиал ППП «Патент». г.

Тираж 603 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4