Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу

 

Изобретение относится к области испытаний материалов на прочность при сдвиге и обеспечивает увеличение точности определения характеристик .сопротивления скальных пород сдвигу при высоких нйгрузках. Обоймы для размещения образца скальных пород в цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками установле- . ны между верхними 5 и нижними 6 Катковыми опорами. Верхняя катковая опора 5 шарнирно соединена с штоком 12 гидроцилиндра 11 дпя создания вертикальной нагрузки. Нижняя катковая опора 6 установлена на подвижно опертой на раму 1 платформе 15. Крышка 4 нижней обоймы 3 посредством зубчатого сегмента 10 взаимодействует с валом привода, установленного на платформе 15. При помощи гидроцилиндра 1I создают усилие на образец поро (Л ды I7 и с помощью привода задают необходимую скорость вращения обойм. По показаниям манометра и угломера фиксируют момент сдвига образца и угол поворота обойм. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3771570/29-33 (22) 13.07.84 (46) 15.10.86. Бюл. Р 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева (72) А.П.Екимов, Н.М.Карпов и А.A.Íèêèòèí (53) 624.131.377(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 935567, кл. E 02 D I/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

И 455269, кл. С 01 N 3/24, !972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СО- .

ПРОТИВЛЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД СДВИГУ (5?) Изобретение относится к области испытаний материалов на прочность при сдвиге и обеспечивает увеличение точности определения характеристик сопротивления скальных пород сдвигу (50 4 E 02 D 1/00 G 01 N 3/24 при высоких нагрузках. Обоймы для размещения образца скальных пород е цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками установле- . ны между верхними 5 и нижними 6 катковыми опорами. Верхняя катковая опора 5 шарнирно соединена с штоком 12 гидроцилиндра ll для создания вертикальной нагрузки. Нижняя катковая опора 6 установлена на подвижно опертой на раму 1 платформе 15. Крышка

4 нижней обоймы 3 посредством зубча-. того сегмента 10 взаимодействует с валом привода, установленного на платформе 15. При помощи гидроцилиндра ll создают усилие на образец породы 17 и с помощью привода задают необходимую скорость вращения обойм.

По показаниям манометра и угломера фиксируют момент сдвига образца и угол поворота обойм. 1 ил.

1263746

Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям материалов, и может быть использовано для определения прочностных свойств скальных пород и других твердых материалов.

Целью изобретения является повышение точности определения сопротивления сдви гу.

На чертеже показано устройство, общий .вид с частичным вырезом.

Устройство включает опорную раму

1, верхнюю 2 и нижнюю 3 обоймы с цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками 4, верхние 5 и нижние 6 катковые опоры, привод нижней обоймы 3, содержащий электродвигатель 7 с редуктором 8. Последний соединен с червячным валом 9, входящим в зацепление с зубчатым сегментом 10 боковой крышки 4 нижней обой мы 3. В верхней части рамы 1 смонтирован гидроцилиндр 11 со штоком !2 для создания вертикальной нагрузки, который трубопроводами 13 соединен с гидравлической системой (не показана). Шток 12 гидроцилиндра 11 при помощи шарнира 14 соединен с верхней катковой опорой 5. Нижняя катковая опора 6 установлена на платформе 15 на роликовых опорах 16 опертых на раму 1. Измерение усилий и угла сдвига производят с помощью манометра и угломера (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Предварительно подготавливают устройство к работе, для чего гидроцилиндр 11 подключают к источнику давления (например, к насосу) пос— редством трубопроводов 13 и создают давление в нижней камере гидроцилиндра 11. При этом верхняя катковая опора 5 поднимается и освобождает обоймы 2 и 3, После этого обоймы снимают с устройства и при помощи кондуктоpos скрепляют их между собой через контурные прокладки, обеспечивающие необходимый зазор между обоймами после их удаления (не показано). Снима— ют одну из крышек 4 с верхней 2 и нижней 3 обоймы и в полученную таким образом цилиндрическую форму раз— мещают образец 17 скальной породы.

Трещину образца ориентируют вдоль плоскости соединения обойм. Заполняют зазор между образцом 17 и стенками обойм, например, цементным раствором 18. После затвердения раствора снимают кондуктор, удаляют вспомогательные прокладки и закрепляют боко5 вые крышки 4 к обоймам 2 и 3. Затем устанавливают обоймы с образцом 17 на нижние катковые опоры 6 так, чтобы плоскость сдвига (или поверхность трещины) образца 17 была ориентирована горизонтально, после чего устройство готово к проведению испытания.

При помощи гидроцилиндра 11 создают необходимое усилие на верхние катковые опоры 5, при этом величину давления фиксируют манометром гидравлической системы. На редукторе 8 устанавливают необходимую скорость вращения обойм и включают электродвигатель 7. По показаниям манометра и yr70 ломера фиксируют соответственно момент сдвига образца и угол поворота обойм, при котором произошел сдвиг.

Б момент сдвига платформа 15 вместе с нижней обоймой 3 на катковых опорах 6 выезжает в сторону на катках

16.

Такие испытания проводят при различных значениях вертикальной нагрузки. По результатам измерений устанавливают зависимость

c„p = f(á), где „ — предельные сдвигающие напряжения по плоскости сдвига, МПа;

35 б " нормальные к плоскости сдвига напряжения, МПа, и определяют характеристики сопротивления образцов скальных пород сдвигу.

Применение изобретения позволяет

40 проводить исследования прочности скальных пород в широком диапазоне нагрузок и учитывать при этом скорость изменения соотношения /6, что важно при определении характеристик

45 сопротивления скальных пород сдвигу при высоких нагрузках, т.е. в условиях, когда в наибольшей степени проявляются их пластические свойства.

Учет этих факторов обеспечивает по50 вышение точности исследований прочности скальных пород.

Формула изобретения у Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу, включающее опорную раму, верхнюю и нижнюю обоймы с цилиндрическими опорныСоставитель Г.Мартынова

Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Редактор Н.Ивыдкая

Заказ 5500/27 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 12 ми поверхностями и боковыми крышками, верхнюю и нижнюю катковые опоры, привод нижней обоймы, гидроцилиндр для создания вертикальной нагрузки и измерительное приспособление, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения сопротивления сдвигу, устройство снабже63746 ф но платформой на роликовых опорах, на которой установлена нижняя катковая опора, а боковая крышка нижней обоймы снабжена зубчатым сегментом, взаимодействующим с валом привода, установленного на платформе,при этом верхняя катковая опора шарнирно соединена с гидроцилиндром.