Стенд для исследования электромагнитного излучения твердого тела, например блока горной породы в породном массиве

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2523103:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) горных пород при их разрушении. Стенд содержит электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом. На трубку навит рукав из проницаемого для жидкости материала, заполненный веществом, которое при взаимодействии с жидкостью отвердевает и расширяется. Электромагнитный экран выполнен в виде параболической тарелки, в фокусе которой установлен конвертер, подключенный к системе регистрации. Нагрузочное устройство пропущено через отверстие, выполненное в параболической тарелке со смещением относительно ее центра. Технический результат: расширение возможностей стенда на исследования ЭМИ от разрушения блоков горной породы, находящихся в условиях их естественного залегания. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Техническое решение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) горных пород при их разрушении.

Известен стенд для исследования ЭМИ деформируемого до разрушения твердого тела, например образца горной породы, по патенту РФ №2253098, кл. G01N 3/08, G01N 27/00, опубл. 27.05.2005 г. Он включает заключенные в электромагнитный экран конденсаторный преобразователь ЭМИ, нагрузочное устройство, содержащее металлический корпус, связанный с заземленным основанием, и первый и второй металлические стержни, противоположно установленные в осевой полости металлического корпуса, при этом первый металлический стержень установлен с возможностью поступательного движения, датчик силы, систему регистрации, включающую усилители, аналого-цифровой преобразователь и компьютер, и экранированные кабели. Металлический корпус нагрузочного устройства выполнен в виде пустотелого кругового цилиндра, который одновременно является первой обкладкой конденсаторного преобразователя ЭМИ. Первый и второй металлические стержни нагрузочного устройства выполнены в форме болтов и установлены в осевых отверстиях соответственно первой и второй центрирующих втулок нагрузочного устройства, имеющих резьбу по внешнему и внутреннему диаметрам и установленных со стороны имеющих резьбу по внутреннему диаметру концевых участков металлического корпуса нагрузочного устройства. Первая центрирующая втулка нагрузочного устройства выполнена из металла, а вторая - из диэлектрика, например эбонита, и имеет форму болта. Между установленными в пустотелом круговом цилиндре нагрузочного устройства первым и вторым металлическими стержнями последовательно размещены датчик силы в металлическом корпусе, промежуточная пластина и деформируемое твердое тело. Первый и второй металлические стержни установлены с возможностью поступательного движения путем поворота их головок. Конец второго из них, размещенного со стороны деформируемого твердого тела, имеет форму конического индентора. Второй металлический стержень служит второй обкладкой конденсаторного преобразователя.

Стенд относительно сложен по конструкции. Кроме того, он не обеспечивает возможность создания внутри твердого тела сплошных одиночных трещин с заданными размерами, ориентациями и скоростями роста. Для формирования электромагнитного поля твердое тело разрушают внедрением в него конического индентора, что приводит к образованию множества трещин с произвольными размерами и ориентацией. При этом электромагнитное поле обуславливается одновременным излучением множества источников (трещин) со случайной диаграммой направленности и мощностью. Это существенно усложняет нахождение зависимостей параметров принимаемых сигналов от характера разрушения твердого тела. Поэтому такой стенд имеет сравнительно малую эффективность.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является стенд для исследования ЭМИ твердого тела, например образца горной породы, по патенту РФ №2468350, кл. G01N 3/08, опубл. 27.11.2012 г. Он включает электромагнитный экран, конденсаторный преобразователь ЭМИ, нагрузочное устройство, содержащее металлический корпус, систему регистрации. Нагрузочное устройство выполнено в виде втулки с внутренней резьбой, в которую вкручен винт и на которую надет металлический стакан и закреплен на ней. В указанную втулку со стороны, противоположной винту, вставлена втулка из диэлектрического материала, в которую вставлена металлическая трубка с продольными прорезями, электрически соединенная с системой регистрации. Втулка с внутренней резьбой и металлическая трубка заполнены пластичным веществом.

Такой стенд позволяет проводить исследования ЭМИ от растущей одиночной трещины, формируемой в относительно небольшом твердом теле, например, в извлеченном из породного массива и разгруженном от горного давления блоке горной породы. Однако он не обеспечивает возможность проводить исследования ЭМИ при разрушении блоков, находящихся в условиях их естественного залегания. Поэтому в получаемых результатах исследований не учитываются влияния на процесс разрушения структурных особенностей породного массива и его напряженно-деформированное состояние. Кроме этого, стенд не позволяет осуществлять исследование ЭМИ от системы последовательно формируемых трещин. В результате стенд обладает сравнительно узкой областью применения, что обуславливает его относительно низкую эффективность.

Решаемая техническая задача заключается в повышении эффективности стенда за счет расширения его возможностей на исследования ЭМИ от разрушения блоков горной породы, находящихся в условиях их естественного залегания.

Задача решается тем, что в стенде для исследования ЭМИ твердого тела, например блока горной породы в породном массиве, включающем электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом, согласно предлагаемому техническому решению на трубку навит рукав из проницаемого для жидкости материала, заполненный веществом, которое при взаимодействии с жидкостью отвердевает и расширяется, при этом электромагнитный экран выполнен в виде параболической тарелки, в фокусе которой установлен конвертер, подключенный к системе регистрации, а нагрузочное устройство пропущено через отверстие, выполненное в параболической тарелке со смещением относительно ее центра.

Такое техническое решение обеспечивает управляемый разрыв блока горной породы любой прочности в заданной плоскости и в условиях его естественного залегания, прием и усиление ЭМИ от формируемой трещины, экранирование области разрушения от сторонних источников электромагнитной энергии. Благодаря навитому на трубку рукаву из проницаемого для жидкости материала, заполненного веществом, которое при взаимодействии с жидкостью отвердевает и расширяется, после отвердения указанного вещества исключается возможность вытеснения нагрузочного устройства из зоны разрушения высоким давлением пластичного вещества, разрывающим горную породу. При этом между нагрузочным устройством и поверхностью вмещающего его породного массива образуется сплошная прочная прослойка, герметизирующая зону разрыва блока горной породы. Выполнение при этом электромагнитного экрана в виде параболической тарелки, в фокусе которой установлен конвертер, обеспечивает решение двух задач. Во-первых, из-за фокусировки электромагнитной энергии от формируемой трещины существенно повышается помехоустойчивость приема полезного сигнала за счет увеличения его уровня. Во-вторых, благодаря сравнительно узкой диаграмме направленности параболической тарелки в сочетании с возможностью выбора ее места расположения и ориентации, прием электромагнитной энергии от трещины можно осуществлять с направления, противоположного расположению сторонних источников, значительно снижая их влияние. Пропуск нагрузочного устройства через отверстие, выполненное в параболической тарелке со смещением относительно ее центра, позволяет формировать трещины в зоне приема параболической тарелки. В результате отпадает необходимость образования замкнутого электромагнитного экрана вокруг зоны разрушения горной породы, что обеспечивает возможность исследования ЭМИ от трещин, формируемых в блоках, находящихся в условиях их естественного залегания. Следует отметить, что все преимущества разрушения твердого тела пластичным веществом, указанные в прототипе, здесь используются в полной мере.

Целесообразно на внутренней поверхности трубки выполнить кольцевые канавки треугольного сечения в плоскостях, перпендикулярных оси трубки. Такие канавки обеспечивают концентрацию напряжений по окружностям, лежащим в указанных плоскостях. Это позволяет при одноразовом внедрении нагрузочного устройства в породный массив формировать множество непересекающихся трещин на различном расстоянии от его поверхности и при начальных давлениях разрыва горной породы, существенно меньших, чем при отсутствии канавок. Отметим, что характер напряжений в породном массиве с удалением от его поверхности (от выработки) значительно изменяется. В результате повышается эффективность стенда за счет возможности при одноразовом его использовании проводить исследования ЭМИ от разрушения горной породы в различных условиях ее напряженно-деформированного состояния.

Целесообразно часть нагрузочного устройства, размещенную со стороны вогнутой поверхности параболической тарелки, выполнить из диэлектрических материалов. Это исключает влияние на ЭМИ объектов с высокой электрической проводимостью, находящихся в исследуемой зоне, что увеличивает информативность измерительной системы за счет снижения искажений принимаемых сигналов от возникающих и развивающихся трещин. В результате, благодаря повышению достоверности получаемой информации о процессе разрушения горной породы в виде ЭМИ, возрастает эффективность стенда.

Целесообразно на конец трубки со стороны винта надеть металлический стакан с центральным отверстием под винт. Благодаря этому практически исключается возможность раздвижения внутренней поверхности трубки на участке ее вхождения в стакан, что усиливает резьбовое соединения ее с винтом, снижает требование к прочностным характеристикам материала трубки и, следовательно, увеличивает эффективность стенда за счет повышения надежности работы нагрузочного устройства.

Целесообразно конвертер разместить в диэлектрической втулке с наружной резьбой, вставленной в центральное отверстие параболической тарелки, и скрепленной с ней гайками, расположенными по обе ее стороны. Это позволяет внедрять конвертер через шпур в породный массив и тем самым существенно сближать параболическую тарелку с конвертером с объектом исследования, что повышает эффективность стенда за счет увеличения помехозащищенности зоны, в которой формируют трещины, излучающие принимаемые сигналы.

Целесообразно трубку нагрузочного устройства снабдить заглушками в виде стержней. Заглушки позволяют осуществлять последовательное формирование трещин из глубины массива в направлении его поверхности, так как они исключают попадание пластичного вещества в уже сформированные до нужных размеров трещины, что расширяет возможности стенда и, следовательно, повышает его эффективность.

Целесообразно стенд снабдить датчиком упругих колебаний, подключенным к системе регистрации. Этим достигается возможность получения корреляционных зависимостей между электромагнитными и упругими волнами, излучаемыми одним источником (формируемой трещиной). Важным является то, что в одной и той же среде скорость распространения электромагнитных волн на несколько порядков больше скорости упругих волн, и при этом формируемая трещина излучает два типа указанных волн одновременно. Благодаря этому по разности времени прихода указанных волн, учитывая траектории их движения, определяемые геометрическим путем, можно оценивать скорости упругих волн, функционально связывающие упругие свойства горной породы с ее напряженным состоянием. Таким образом, сочетание одновременного приема электромагнитных и упругих волн от одного источника существенно расширяет возможности стенда и, как следствие, повышает его эффективность.

Сущность технического решения поясняется конкретным исполнением стенда и чертежом, на котором показана схема стенда, продольный разрез.

Стенд для исследования ЭМИ твердого тела, например блока горной породы в породном массиве, включает электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки 1 с внутренней резьбой 2 и вкрученным в нее винтом 3 с головкой 4 под ключ, заполненной пластичным веществом 5. На трубке 1 навит рукав 6 из проницаемого для жидкости материала, заполненный веществом (поз. не обозначено), которое при взаимодействии с жидкостью отвердевает и расширяется. Электромагнитный экран выполнен в виде параболической тарелки 7 (далее - тарелка 7), в фокусе которой установлен конвертер 8, подключенный к системе 9 регистрации (далее - система 9) через кабель 10. Нагрузочное устройство пропущено через отверстие (поз. не обозначено), выполненное в тарелке 7 со смещением относительно ее центра. На внутренней поверхности трубки 1 выполнены кольцевые канавки 11 треугольного сечения (далее - канавки 11) в плоскостях, перпендикулярных оси трубки 1. Часть нагрузочного устройства, размещенная со стороны вогнутой поверхности тарелки 7, выполнена из диэлектрических материалов. На конец трубки 1 со стороны винта 3 надет металлический стакан 12 с центральным отверстием 13 под винт 3. Конвертер 8 размещен в диэлектрической втулке 14 (далее - втулка 14) с наружной резьбой (не показана), вставленной в центральное отверстие (поз. не обозначено) тарелки 7, и скрепленной с нее гайками 15, расположенными по обе ее стороны. Трубка нагрузочного устройства снабжена заглушками 16 в виде стержней. Стенд снабжен датчиком 17 упругих колебаний (далее - датчик 17), подключенным к системе 9 через кабель 18. Нагрузочное устройство подано в шпур 19, пройденный в породном массиве 20 из выработки 21. Трубка 14 с конвертером 8 размещена в шпуре 22 (также пройденном в породном массиве 20 из выработки 21). Через шпур 19 в горной породе сформированы трещины 23.

Работа стенда осуществляется следующим образом. На свободной поверхности выработки 21, пройденной в породном массиве 20, устанавливают датчик 17, подключенный через кабель 18 к системе 9. В шпур 22 подают втулку 14 с конвертером 8, подключенным к системе 9 через кабель 10, до контакта тарелки 7 с поверхностью выработки 21. Насыщают жидкостью рукав 6, после чего нагрузочное устройство через смещенное относительно центра тарелки 7 отверстие подают в шпур 19 до упора в его забой, пройденный в породном массиве 20 до дальней границы исследуемой области. Выжидают время, когда заполнившее рукав 6 вещество, взаимодействуя с насыщаемой рукав жидкостью, отвердеет и расширится, скрепив нагрузочное устройство с породным массивом 20 и герметизировав шпур 19. Далее работа стенда обуславливается поставленной целью и сформулированными задачами исследований. При последовательном формировании трещин 23 из глубины массива 20 в направлении его поверхности (выработки 21) трубку 1 заполняют пластичным веществом 5 только на участке от забоя шпура 19 до первой (относительно забоя шпура 19) кольцевой канавки 11. Вкручиванием винта 3 в трубку 1 повышают давление в пластичном веществе 5 до давления разрыва горной породы с образованием трещины 23 в плоскости забоя шпура 19. Конечные размеры трещины 23 при прочих равных условиях определяются объемом поданного в нее пластичного вещества 5. При этом важнейшая информация о механических свойствах и напряженном состоянии горной породы содержится в процессе возникновения и начального этапа роста трещины 23. Дальнейшее развитие трещины 23 прогнозируется известными положениями теории хрупкого разрушения. Поэтому в большинстве случаев подачу пластичного вещества 5 в формируемые трещины 23 предполагается осуществлять в объемах, исчисляемых единицами кубических сантиметров (до 10÷20 см3). Вместе с этим, при необходимости создания трещины 23 больших размеров, заполнение трубки 1 на указанном участке пластичным веществом 5 с последующим вытеснением его в формируемую трещину 23 осуществляют многократно. С увеличением размеров трещины 23 давление пластичного вещества 5, достаточное для поддержания ее роста, уменьшается. Поэтому вблизи сформированной трещины 23 поднять давление пластичного вещества 5 до давления разрыва горной породы в другом месте не представляется возможным. Этим обуславливается необходимость перекрытия каналов поступления пластичного вещества 5 в сформированные трещины 23 для создания условий проведения последующих разрывов горной породы. В стенде для перекрытия указанных каналов устанавливают заглушки 16. Длина заглушек 16 определяется расстояниями между планируемыми разрывами. После формирования первой к забою шпура 19 трещины 23 устанавливают заглушку 16 и ее ближайший к винту 3 торец используют как забой шпура 19. Далее осуществляют формирование последующих трещин 23. Для формирования трещин 23 в направлении от выработки 21 к забою шпура 19 заглушки не используют. В таких случаях трубку 1 заполняют пластичным веществом 5 на всем протяжении исследуемой зоны. При вкручивании в трубку 1 винта 3 максимальное давление оказывается в месте его контакта с пластичным веществом 5. Далее, из-за специфических особенностей пластичного вещества 5, давление в трубке 1 к забою шпура 19 убывает. Поэтому вначале возникает и развивается трещина 23 из первой ближайшей к выработке 21 канавки 11. Затем винт 3, пройдя место расположения первой канавки 11, перекрывает доступ к ней пластичного вещества 5, от чего возникает и развивается следующая трещина 23. Таким образом, вкручиванием винта 3 в трубку 1 создают систему последовательно формируемых трещин 23 в направлении от выработки 21 к забою шпура 19. Наиболее простой вариант разрушения горной породы заключается в формировании одиночной трещины 23. В этом случае выполнение канавок 11 не требуется. Трубку 1 упирают в забой шпура 19 и используют эффект концентрации напряжений по линии сопряжения забоя шпура 19 с его боковой поверхностью для ориентации плоскости формируемой трещины 23. Трещины 23 во время их формирования используют в качестве источников ЭМИ и упругих волн. Сигналы от них улавливают тарелкой 7 с конвертером 8 и датчиком 17 и записывают в системе 9 для дальнейшей обработки. Затем стенд демонтируют и перемещают на другой исследуемый участок. При этом трубку 1 с рукавом 6 и заглушками 16 считают расходным материалом и оставляют в породном массиве 20.

Стенд позволяет проводить комплексные исследования свойств и состояния блоков горных пород, составляющих породный массив 20, в окрестностях горных выработок 21 по их реакции в виде ЭМИ и упругих волн на формирование в них трещин 23. Получаемые с его помощью сведения расширяют и углубляют знания закономерностей возникновения ЭМИ при различном характере разрушения горных пород, обеспечивают установление корреляционных зависимостей разных типов волн (электромагнитных и упругих) от одних и тех же источников, нахождение прогнозных критериев проявлений механических процессов, в частности, устойчивости горных выработок 21 и т.д. При этом максимальная эффективность стенда достигается использованием всей совокупности заключенных в нем принципов работы, включая принципы разрушения горных пород пластичными веществами 5, а также принципы приема ЭМИ и упругих колебаний твердых тел при возникновении и росте в них трещин 23.

Отметим, что при необходимости исследования ЭМИ от трещин 23, расположенных на значительном (3 и более метров) расстоянии от выработки 21, в стенде предусмотрена возможность удлинения винта 3 подсоединением к нему со стороны, противоположной головке 4, колонны штанг. Трубка 1 также может быть составной.

1. Стенд для исследования электромагнитного излучения твердого тела, например блока горной породы в породном массиве, включающий электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом, отличающийся тем, что на трубку навит рукав из проницаемого для жидкости материала, заполненный веществом, которое при взаимодействии с жидкостью отвердевает и расширяется, при этом электромагнитный экран выполнен в виде параболической тарелки, в фокусе которой установлен конвертер, подключенный к системе регистрации, а нагрузочное устройство пропущено через отверстие, выполненное в параболической тарелке со смещением относительно ее центра.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности трубки выполнены кольцевые канавки треугольного сечения в плоскостях, перпендикулярных оси трубки.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что часть нагрузочного устройства, размещенная со стороны вогнутой поверхности параболической тарелки, выполнена из диэлектрических материалов.

4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что на конец трубки со стороны винта надет металлический стакан с центральным отверстием под винт.

5. Стенд по п.1, отличающийся тем, что конвертер размещен в диэлектрической втулке с наружной резьбой, вставленной в центральное отверстие параболической тарелки и скрепленной с ней гайками, расположенными по обе ее стороны.

6. Стенд по п.1, отличающийся тем, что трубка нагрузочного устройства снабжена заглушками в виде стержней.

7. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен датчиком упругих колебаний, подключенным к системе регистрации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для исследования поведения модели пористого вещества в условиях плоского напряженно-деформированного состояния. Устройство содержит пуансон, рабочую камеру в виде полого параллелепипеда с прозрачными стенками, образующими пространство, поперечное сечение которого соответствует размерам поперечного сечения модели.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, и источники давления, связанные с аккумуляторами.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытаниям на прочность при сложнонапряженном деформированном состоянии тонкостенных трубчатых образцов, в том числе отрезков труб постоянного сечения.

Изобретение относится к испытательной технике для проведения прочностных испытаний с грузозахватными средствами. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к способам определения упругих характеристик свай-стоек и висячих забивных свай различного типа и вмещающего грунта в процессе строительства или реконструкции зданий и сооружений.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Установка содержит закрепленные на штангах верхнюю и нижнюю траверсы, а также установленную между ними промежуточную траверсу с опорным шаром, имеющую возможность перемещения, гайки, расположенные на штангах, нагружающую систему, включающую источник давления среды, поршень для нагружения образцов, расположенный в цилиндрической полости нижней траверсы, герметичную камеру, установленную под поршнем и сообщенную с источником давления, ограничительное кольцо для поршня, закрепленное на нижней траверсе. Установка дополнительно снабжена упорными подшипниками, расположенными на штангах между верхней траверсой и гайками, а герметичная камера выполнена в виде металлического сильфона. Технический результат: повышение надежности эксплуатации установки при различных схемах нагружения образцов, снижение погрешности при испытаниях, а также снижение стоимости обслуживания самой установки для испытаний. 2 ил.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Сущность: один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющим возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой. Траверсы закрепляют на штангах при помощи гаек. Производят нагружение образцов посредством герметичной камеры, расположенной под поршнем в цилиндрической полости нижней траверсы и сообщенной с источником давления. Перед началом испытаний на штангах между верхней траверсой и гайками устанавливают упорные подшипники, а нагружение образцов производят посредством герметичной камеры в виде металлического сильфона. Технический результат: повышение достоверности результатов испытаний. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца. Стенд снабжен двумя толкателями для размещения между соответствующими штоком и захватом вдоль оси штока, рычагом, размещенным между торцами толкателей, и возбудителем нагрузки, связанным с рычагом. При этом стенд также снабжен сменными прокладками для размещения между рычагом и толкателями, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера вдоль оси рычага. Технический результат − проведение исследований энергообмена при разрушении горных пород в новых условиях - как при плавном изменении, так и при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок, что расширяет функциональные возможности стенда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, источники давления, связанные с механизмами поджатия и сдвига, и механический аккумулятор энергии с пружиной, установленный между механизмом перемещения и захватом для контробразца. Механический аккумулятор энергии выполнен в виде направляющей, соединенной с захватом для контробразца, толкателя в виде полого цилиндра, размещенного на направляющей и соединенного с механизмом перемещения, при этом пружина размещена на направляющей между захватом для контробразца и толкателем и выполнена тарельчатой, тарелки уложены в группы, в каждой группе тарелки обращены друг к другу вогнутыми поверхностями. При этом количество тарелок с каждой стороны в каждой группе одинаковое, а в разных группах подобрано в соответствии с задаваемой характеристикой жесткости аккумулятора. Технический результат: увеличение объема информации при изучении процесса энергообмена в образцах горных пород за счет обеспечения исследований процесса энергообмена как при постоянной, так и при переменной характеристике жесткости аккумулятора энергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях. Устройство содержит цилиндрическую упругую обойму, круглый штамп, основание, цилиндрический жесткий корпус и измерители деформаций и напряжений. Упругая обойма выполнена с антикоррозионным покрытием на внутренней поверхности, заключена в цилиндрическую жесткую обечайку, внутренний диаметр которой равен внешнему диаметру обоймы. Обечайка разрезана по образующей цилиндра на осесимметричные части, прикрепленные к внешней поверхности обоймы и к радиальным пластинам ребер жесткости, установленным с возможностью радиального перемещения в направляющих вертикальных пазах, выполненных в стенках корпуса, внутренний радиус которого превышает внешний радиус обечайки на величину максимальной боковой деформации образца грунта при испытании его на сжатие. К наружным граням ребер жестко прикреплены горизонтальные штоки динамометров, установленные в каналах стенок корпуса с возможностью радиального перемещения. Корпуса динамометров жестко прикреплены к наружной поверхности корпуса устройства. Свободные концы штоков динамометров выполнены с резьбой и снабжены гайками, фиксирующими натяжение пружин динамометров, и соединены с индикаторами деформаций, закрепленными на стойках, установленных на плите основания устройства. Технический результат: увеличение точности результатов испытаний. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для исследования деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия. Стабилометр включает рабочую камеру с прозрачными боковыми стенками, верхний и нижний штампы и нагрузочное устройство. Боковые стенки камеры образованы плоско-вогнутыми линзами двойной кривизны, а с внешней стороны рабочей камеры по центру каждой из линз размещены синхронно работающие фотокамеры. Фотокамеры фиксируют искажение разметки на поверхности оболочки. Технический результат - повышение точности определения деформационных свойств грунта. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатия образцов, соединенный с захватом для контробразца, каретку, гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, соединенный с кареткой, и захват для образца, установленный на каретке. Стенд дополнительно снабжен механизмом ударного нагружения, установленным на каретке с возможностью взаимодействия с захватом для образца и с кареткой, при этом механизм ударного нагружения выполнен в виде ударника в форме стержня, электромагнитного якоря в форме кольца, закрепленного на каретке, и двух электромагнитных катушек для независимого взаимодействия с якорем, причем ударник подвижно размещен в отверстии якоря, а катушки закреплены на ударнике с противоположных сторон относительно якоря. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена на образцах горных пород за счет обеспечения исследований энергообмена при регулируемом возбуждении в образце разнонаправленных ударных волн в процессе формирования подвижек. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват в виде каретки для образца, захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатая образцов, связанный с захватом для контробразца, и гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для образца. Стенд снабжен дополнительным гидравлическим механизмом, размещенным на каретке и предназначенным для взаимодействия с образцом. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, а также увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена в массиве горных пород. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для подготовки образцов геосинтетических материалов к испытаниям на износоустойчивость, и может применяться в соответствующих областях техники. Устройство циклического нагружения по первому варианту включает в себя ящик для образца, блок управления, датчик усилия. Плита для нагружения образца связана с датчиком усилия, приводом редуктора. Усилие передается пневмомускулом через редуктор и рычаг, а положение рычага контролируется датчиком положения рычага. Компрессор обеспечивает рабочее давление регулятора давления. По второму варианту исполнения, помимо всего перечисленного в первом варианте, в устройство добавлен накопительный бак между компрессором и регулятором давления. Технический результат: возможность оценить износ материалов дорожных покрытий (одежд) при действии циклической нагрузки - имитация прохождения колеса по дорожному покрытию согласно ОДМ 218.5.006-2010. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов. Валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой. Технический результат: расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. 1 ил.
Наверх