Устройство для полевых испытаний горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения дополнительных испытаний при циклическом деформировании породы. В цилиндрическом корпусе 1 перпендикулярно его оси установлен с возможностью вращения и осевого перемещения пуансон 2 с клиновым приливом 10. Привод перемещения пуансона 2 выполнен в виде штанги 3 с клиновым пазом 4, установленной соосно с корпусом 1 с возможностью осевого перемещения, и гайки 5, установленной на штанге 3 и опертой на корпус 1. Клиновой паз 4 штанги 3 контактирует с приливом 10 пуансона 2. Соосно со штангой 3 в корпусе 1 установлен червячный винт 7 с приводом 8 вращения. Винт 7 соединен с червячным колесом 9, установленным на пуансоне 2 с возможностью осевого перемещения. На штанге 3 установлена дополнительная подпружиненная гайка 11 и измерители 13, 14 нагрузки. На пуансоне 2 также установлен измеритель 6 нагрузки. Корпус 1 размещают в скважине 15. При статическом нагружении перемещение пуансона 2 осуществляется путем вращения гайки 5 и воздействия паза 4 на прилив 10 при осевом перемещении штанги 3. Вращением гайки 11 задают режим испытаний при заданной нагрузке. Циклическое деформирование пуансоном 2 участка породы осуществляется путем его вращения с помощью винта 7 через колесо 9. При этом осевое возвратно-поступательное перемещение пуансона 2 происходит за счет взаимодействия его прилива 10 с пазом 4 штанги 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 5 Е 21 С 39/00 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Оч

М

Q

Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4388828/23- 03

/(22) о4А3.88 (46) 30.01.90. Бюл. )) 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркщейдерского дела (72) Е.B. Модус (53) 622 23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (1 1465569, wa. Е 21 С 39/00, 1987.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИИ

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - расширение функциональных возможностеи устройства путем обеспечения дополнительных испытаний при циклическом деформировании породы. В цилиндрическом корпусе

1 перпендикулярно его оси установлен с возможностью вращения и осевого пе-! 1539315 ремещения пуансон 2 с клиновым приливом 10. Привод перемещения пуансона

2 выполнен в виде штанги 3 с клиновым пазом 4, установленной соосно с корпусом 1 с возможностью осевого перемещения, и гайки 5, установленной на штанге 3 и опертой на корпус 1„ Клиновой паз 4 штанги 3 контактирует с при.пивом 10 пуансона 2. Соосно со штангой 3 в корпусе 1 установлен чер вячный винт 7 .с приводом 8 вращения. Винт 7 соединен с червячным колесом 9, установленным на пуансоне 2 с воэможностью осевого перемещения. На штанге 3 установлена дополнительная подпружиненная гайка 11 и измерители

13 и l4 нагрузки. На пуансоне 2 также

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для испытания прочностных свойств горных пород в массиве.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства

1 путем обеспечения дополнительных испы.а0 таний при циклическом деформировании породы.

На чертеже показана схема предла,гаемого устройства для полевых испыта ний горных пород.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, пуансон 2, установленный в корпусе 1 перпендикулярно его оси с возможностью вращения и осевого пере40 мещения, привод перемещения пуансона

2, выполненный в виде установпенной в корпусе 1 с воэможностью осевого перемещения штанги 3 с клиновым пазом

4 и гайки 5, установленной на штанге

3 и взаимодействующей торцовой поверхностью с корпусом 1, измеритель 6 нагрузки, установленный на пуансоне 2, червячный винт 7 с приводом 8 вращения, установленный по оси корпуса 1, 50 и червячное колесо 9, установленное на пуансоне 2 с возможностью осевого перемещения и соединенное с винтом 7.

На пуансоне 2 выполнен клиновой прилив 10, опертый на глиновой паз 4 штанги 3.

Дпя испытаний в режиме заданных усилий устройство содержит т-кже вторую гайку 11, установленную на штанге установлен измеритель б нагрузки. Корпус 1 размещают в скважине 15. При статическом нагружении перемещение пуансона 2 осуществляется путем вращения гайки 5.и воздействия паза 4 на прилив l0 при осевом перемещении штанги 3. Вращением гайки 11 задают режим испытаний при заданной нагрузке. Циклическое деформирование пуансоном 2 участка породы осуществляется путем его вращения с помощью винта 7 через колесо 9. При этом осевое возвратнопоступательное перемещение пуансона

2 происходит эа счет взаимодействия его прилива 10 с пазом 4 штанги 3, 1

3, пружину 12, установленную между гайкой 11 и корпусом, и два дополнительных измерителя 13 и 14 нагрузки, установленных на штанге 3 между пуансоном 2 и гайкой 5 и между гайками 5 и 11 соответственно.

Устройство работает следующим образом, Размещают корпус l устройства в скважине 15. Для испытаний в режиме заданных деформаций при статическом нагружении вращают гайку 5 и путем осевого перемещения штанги 3 при взаимодействии клинового прилива 10 с клиновым пазом 4 штанги 3 перемещают 1 пуансон 2 и деформируют стенку скважины 15 до заданной деформации, величину нагрузки контролируют по измерителю 6, После прекращения вращения гайки 5 деформация стенки скважины 15 остается постоянной, падение нагрузки на измерителе 6 характеризует релаксацию напряжений в породе.

Для перехода йа режим испытаний при заданной. нагрузке вращают гайку

11 и наблюдают за уровнями нагрузки по показаниям измерителей 14 и 13.

Иомент равенства усилий по показаниям обоих измерителей 13 и 14 говорит о том, что вся нагрузка на пуансоне 2 создается посредством пружины 12, которая и обеспечивает постоянство нагрузки на деформированном элементе массива за счет упругой энергии.

Для перехода на режим циклического деформирования участка породы приводом 8 вращают червячный винт 7 и

1539315 го деформирования, позволяет исследо" вать реологические свойства горных пород в условиях сложного силового воздействия на массив.

Составитель В. Тальвойш

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор С. Церни

Заказ 197 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,!01 колесо 9, При вращении колеса 9 пуансон 2 вращается вокруг своей оси, и клиновой прилив 10 взаимодействует с клиновым пазом 4 так, что пуансон

2 совершает осевые возвратно-поступательные перемещения и циклически деформирует исследуемый участок породы.

Переход на циклическое деформирование осуцествляется с режима как 10 постоянных деформаций„ так и постоянных нагрузок, в зависимости от задачи испытаний. После заданного числа циклов нагружения продолжают определение реологических характеристик .15

> элемента массива в режиме постоянных деформаций (релаксационные характеристики) или в режиме постоянных нагру-. зок (характеристики ползучести). При определении деформаций ползучести из- 20 меряют осевое перемещение штанги 3 и учитывают угол клиновой пары. По длине корпуса могут размещаться несколько пуансонов, приводимых в действие общим червячным винтом 7, 25

Предлагаемое устройство позволяет выполнять испытания при новом режиме воздействия на обследуемый элемент . массива. Циклическое деформирование

-элемента массива, чередующееся с режи-З0 мом постоянных деформаций и постоянных нагрузок, с режимом статическоФормула изобретения

Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, привод перемецения пуансона, выполненный в виде штанги с клиновым пазом, установленной в корпусе с возможностью продольного перемещения, и гайки, установленной на штанге и опертой торцовой прверхностью на корпус и измерители нагрузки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения дополнительных испытаний при циклическом деформировании породы, оно снабжено установленным в корпусе по его оси червячным винтом с приводом вращения и червячным колесом, установленным на пуансоне с возможностью продольного перемещения и связанным с червячным винтом, при этом пуансон установлен с возможностью врацения и на нем выполнен клиновой прилив, опертый на клиновой паз штанги.