Устройство для испытания кернов горных пород при объемных напряженных состояниях

О П И С А Н И Е, )964144ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.10.82. Бюллетень37Дата опубликования описания 17.10.82 по делам нзовретеннй н открытий(72) Автор изобретения Е. В. Лодус Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамеий"научно исследовательский институт горной геомеханикн и маркшейдерского дела(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КЕРНОВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ОБЪЕМНЫХ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЯХ1Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения механических характеристик цилиндрических образцов твердых тел типа горных пород, строительных материалов и т. п. при сложных напряженных состояниях, когда одно из глав ных напряжений не равно по величине или знаку двум другим равным между собой главными напряжениями.Известны устройства, в которых одно из главных напряжений создается на прессе, а два других главных сжимающих напряжения создаются, например, с помощью обжатия образца резиновыми манжетами 1).Данные устройства не позволяют получать напряженные состояния, в которых два или более напряжения растягивающие, 15 и, следовательно, переходить в процессе опыта от одного вида напряженного состояния к другому, например, от сжатия при боковом растяжении к сжатию при боковом сжатии и т. п.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания образцов горных пород при объемных напряженных состояниях, в котором боковое сжатие образца осуществляется эластичной цилиндрической обоймой из трубчатого материала, уложенной непрерывно по спирали между образцом и металлическим стаканом. Регулируя величину давления, подаваемого из гидросистемы в обойму, можно изменять величину сжимающего бокового давленияна образец 2.Известное устройство имеет тот же недостаток, что и описанные выше.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем изменения видов напряжения состояния.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено приводом для закручивания обоймы, имеющей захваты, укрепленные на одном из ее витков.Обойма выполнена в виде витой пружины. На чертеже представлена схема устройства.Обойма 1 в виде цилиндрической пружины с укрепленными на ней захватами 2 установлена на образце 3, размещенном между плитами пресса 4. К обойме 1 прикреплен реверсивный привод 5 для закручивания пружины, например, с помощью зубчатой пары 6.964144 формула изобретения Составител Техред И. Ве Тиражб 23 осударственногом изобретении а Ж - 35, Рау а нт, г. Ужго Л. Березкинарес р А. Фролова165(4ВНИИ ПИ Гпо дел113035, МоскФилиал ППП П РедаЗака рректор М Костасное Подпи комитета СССР и открытий шская наб., д. 45 род ул Проектная 4При включении привода 5 зубчатая пара 6 приводит во взаимно противоположное вращение крайние витки пружины 1 в плоскости, перпендикулярной оси пружины, что приводит к уменьшению или увеличению (в зависимости от направления вращения5 привода) диаметра пружины, и, следовательно, к обжатию или растяжению в радиальном направлении цилиндрического образ-. ца 3 захватами 2. Осевое главнбе напряжение требуемого знака создается плитами 10 пресса 4,Предлагаемое устройство позволяет в широких пределах изменять виды напряженных состояний при испытании образцов твердых тел в форме цилиндров и дисков, что имеет как прикладное, так и научное значение. Испытания могут проводиться при постепенно возрастающих главных напряжениях, при пульсирующих и знакопеременных напряжениях (усталостные испытания), а 1 О также при постоянных боковых главных напряжениях. Последний вид испытаний обеспечивается свойством пружины поддерживать нагрузку постоянной в течение длительного времени.Класс напряженных состояний может 25 быть расширен до неравенства всех трех главных напряжений, С этой целью тот из витков пружины, к которому крепятся захваты, должен быть изготовлен в виде эллипса по наружному контуру, а по внутреннему контуру - в виде окружности. Это приводит к неравномерному обжатию или растяжению образца при закручивании пружины, т. е. к неравенству главных боковых напряжений.Предлагаемое устройство может быть изготовлено из термостойких и агрессивно- стойких материалов, что позволит проводить эксперименты при высоких температурах и в агрессивных средах. 1. Устройство для испытания кернов горных пород при объемных напряженных состояниях, включающее нагружающее устройство, цилиндрическую спиралевиднуюобойму, отличающееся тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностейустройства путем изменения видов напряженного состояния, оно снабжено приводом для закручивания обоймы, имеющейзахваты, укрепленные на одном из ее витков.2. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что обойма выполнена в виде витойпружины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 443174, кл. Е 21 С 39/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРМо 203293, кл, Е 02 Р 1/04, 1965 (прототип),