Устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность

 

О П.И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()987454 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07. 80 (21) 2953733/25-28 с присоединением заявки Но— (23) Приоритет—

Опубликовано р 7p l 83 бюллетень М 1

Дата опубликования описания 07 ° ol ° 83

Р11М g+ з а 01 Н 3/08

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (5Э}УДК 620. 172. . 224. 4 (088. 8) /,.

%

E.Ï.Áâëîêîíü, A.A.HèêèòèH и Д.Д.ЯЪйагин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени : научно-исследовательский институт гидротехйикИ . им. Б.Е.Веденеева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБРАЗЦОВ.

ГОРНЫХ ПОРОД НА ПРОЧНОСТЬ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь зовано при определении свойств горных пород в массивах, служащих .основанием крупных сооружений типа плотины

ГЭС, Известно устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содержащее силовую раму, 10 механизм сжатия и два механизма растяжения, оси которых перпендикулярны друг другу, и концентраторы напряжений, выполненные в виде жестких пластин, Размещаемых на противопо- 15 ложных поверхностях испытуемого образца таким образом, что боковые их грани взаимодействуют между собой, и упругих пластин, установленных на жесткие пластины и взаимодействующих Щ с механизмами растяжения и сжатия Pl).

Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний

HcL нем образцов горных пород, так как невозможно обеспечить равенство и постоянство сил трения между каж- . дым концентратором и образцом и одновременную передачу усилий растяжения на весь образец равномерно из-за непостоянства жесткости системы упругие пластины-концентраторы напря.жений — обраЗец.

Цель изобретения — повышение точности испытания.

Цель достигается тем, что устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содержащее силовую раму, механизм сжатия и два механизма; растяжения,. оси которых перпендикулярны друг другу, и концентраторы напряжений, размещаемые на противоположных поверхнбстях испытуемого образца таким образом, что боковые грани концентраторов, расположенных на каждой из поверхнос« тей образца, взаимодействуют между собой, снабжено установленными на механизме сжатия подпружиненными опорами с нагружающими шариками и узлами связи концентраторов напряжений между собой,размещенными на стенках

:последних,каждяй иэ концентраторов выполнен в виде короба,на внешней поверхности которого у одного края и на внутренней его поверхности у другого края выполнены @аоки, нагружающие шарики опор взаимодействуют с поверхностью фасок на внешней поверхности коробов, а крайние концентраторы сое3

987454

Формула иэобрвтенкя

Устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содержащвв акловую раму, механизм сжатия к два механизма растяжения, оси которых пврпвндикулярны.друг другу, к кокцвнтраторы напряжений, раэмвщавмыв.на противоположных повврхностях испытувмого образца таким образом, что боковыв грани концент раторов, расположенных ка каждой кз повврхноствй образца, вэаимодвйатвуют между собой, о т л и ч а ю щ в е-, с я твм,что,с целью повышения точности испытания,оно снабжено уатановленкымк ка механизме сжатия подпружиненными опорами с нагружающими шариками к узлами связи концентраторов напряжений мвжду собой,размвщвнными ка стенках последних,каждый иэ концвнтратодинены с соответствующими механизмами растяжвния.

На фнг.l иэображвно предлагавмов устройство, вид сбоку на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - концентраторы напряжений, вид сбоку) на фиг.4 — то жв, вид сверху.

Устройство содержит силовую раму

1, механизм сжатия, на вврхней 2 и ижней 3 плитах которого установлены оры 4 с нагружающими шариками 5 и пружинами 6, концентраторы напряже ний, выполненные в виде коробов 7 с фасками 8 на внвшней повврхности у одного их края и фасками 9 на внутренней поверхности у другого края, уз- I5 лы связи концентраторов между собой, выполненныв в виде тяг 10 с головкамк 11 и пружин 12 и раэмвщвнныв на всех стенках коробов 7, два механизма растяжения (не показаны), оси ко- 20 . торых пврпвндикулярны друг другу и оси механизма сжатия, и неподвижные

13 н 14 и подвижныв 15 и 16 захваты этих мвханизмов. Концвнтраторы напряжений установлены на @ротивополож 25 ных повврхностях испытуемого образца .таким образом, что боковые грайй коробов 7,располагаемых на каж»: дой из поверхностей образца,взаимодей- . ствуют мвжду собой,нагружающив шарики 30

5 установлены в фасках 8 на внвшнвй поверхности каробов 7, а нвподвижныв и подвижныв захваты 13-16 связаны с ( крайними концентраторами напряжвний. !

Устройство работавт следующим об- 35 разом.

На нижнюю плиту 3 мвханизма сжатия . устанавливают опоры 4 с нагружающимк шариками 5 и концентраторы напряжений . таким образом, что шарики 5 располо- 40 жены в фасках 8 на коробах 7. Устанавливают образец " на фаски 9 коробов 7, образующие оатрыв клинья.

Затвм сверху на образце i размещают концентраторы напряжвник "Фак; что стенки коробов 7 лвжат в одних плоакостях, и шарики 5, которые чврвз опоры 4 с пружинами 6 связаны а верхней плитой 2 мвхаккзма сжатия. Короба 7 связывают с нвподвижнйми захватами 13 и 14 и подвижными захватами

l5 и 16 мвхаккэмов растяжения, Включают мвханизм .сжатия, которйй воздействуя на образвц, . отаткчвскими к циклкчвсккми усилйямк, создает на . противоположных поверхностях образ" ца,, систему трещин, конфигурация которых соответствует конфигурациям коробов 7. Далвв увеличивают статическую составляющую сжимакщвго усилия до полного кокакта опор 4 с верх- во нвй плктой, 2. Включают один иэ мвхинкзмов растяжвния, который через захваты 13 и 15 создает в образце усилив раатяжвнкя. Часть матвриала образца „, лежащая под пврвым от 6$ подвижного захвата 15 рядом коробов

7, нагружается полным усилием . 1

Так как головки 11 тяг 10 нв воэдвйствуют на стенки коробов 7, материал разрывается по лкнни двйствия указанного первого ряда концвнтраторов, причем плоскость отрыва перпвндккулярна линии действия силы F . После отрыва от образца пврвого участка материала, шарикй 5 попадают между стенками коробов 7, пружины 12,сжимаются и растягквающвв усилие Р через первый ряд концвнтраторов и тяги 10 передается следующему ряду концентраоров и так далее до полного разрушвобразца . на участки, пврпендикулярные к ликии действия силы Г .

Включают первый механизм растяжения и включают второй механизм растяжения, который вызывает в образце растягивающую силу F, перпендикулярную линии действия силы F . Под действием силы 1 ряд коробов 7, ближайших к захвату 16, сдвигаетсяи отрывает от укаэанных колос образца . „, блоки, контур которых соответствует контуру короба 7. Пружины 12 следующих концвнтраторов сжимаются к чврвэ тяги 10 усилие Г нвредавтся на слвдующкй ряд коробов 7. Таким образом ввсь образец .. раздвляют на ряд блоков заданной формы и размеров. Зная усилия, нвобходимыв для раздела образца материала на блоки, можно судить о свойствах материала образца.

Изобретение поэволявт с высокой степенью точности проводить испытания монолиткык образцов горных пород на прочность за счвт примвнвния концентраторов напряжений заданной формы и послвдоватвльного разрушения на блоки иапытувмого монолита.

9Ю4Ь4

@oh выполнен в виде короба,на внемней позерхности которого у одного края и на внутренней его позерхности у . другого края зыполнены Фаски, нагруиакщие шарики опор зэаимодейстзуют с поверхностью 4асок на внешней поBQpxHoQTH коробов, а крайние концентраторы соединены .с соотзетстзуюцнми механизмами pchcTÿìåíèÿ.

-Источники информации, принятые ао якиманке прн экспертизв

1. авторское сзидвтвлъстзо CCCP

З 600412, кл. Q 01М 3/00, 1976 (прототип) .

987454

Составитель В.Ротницкая

Редактор Г.Безвершенко Техред A.Бабинец Корректор A-дзятко

Заказ 10283/29 Тирам 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4