Устройство для определения характеристик сопротивления сдвигу скальных пород по трещинам

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения прочностных свойств скальныхпород .Известно устройство для определения характеристик сопротивлениясдвигу скальных пород по трещинам,включающее опррную раму, верхние инижние обоймы, опорные плиты, роликовые опоры и вертикальное силовоеприспоаобление Г 1 .Недостатками этого устройстваявляются невозможность испытаниягруппы образцов с различными трещинами, а также высокая трудоемкостьработ при их испытании. 15Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для определенияхарактеристик сопротивления сдвигускальных пород по трещинам, включающее опорную раму, верхнюю и нижнююобоймы с вкладышами для закрепленияобразца породы, горизонталь ное ивертикальное силовые приспособления,спертые на раму, роликовые опоры иизмерительную систему (2 .25Известное устройство характеризуется высокой трубоемкостью испытания скальных трещиноватых породи относительно низкой точностью ихисследования из-за невозможностиобеспечения достаточно полного соот 30ветствия условий провождения лабораторных испытаний образцов и статической работы натурной скальной породы,т.е. невозможностью достаточно точного воспроизведения на образце 35шероховатости натурной трещины,а также невозможностью учета неоднородности строения, прочности идеформируемости контактов трещин иприлегающих к ним пород. 40Цель изобретения - снижение трудоемкости испытаний и повьыение точности исследований. 10 Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения характеристик сопротивления сдвигу скальных пород по трещинам, включающее опорную раму, верхнюю и нижнюю обоймы с вкладышами для закрепления образца породы, горизонтальное и вертикальное силовые приспособления, опертые на раму, роликовые опоры и измерительную систему, снабжено распределительной плитой с упругими прокладками и пластинками, вертикаль ными упругими прокладками, дугообразными пластинками и дополнительными верхними и нижними обоймами и роликовыми опорами, причем вкладышивыполнены с цилиндрической опорной 60 поверхностью, дугообразные пластинки размещены между обоймами и вкладышами, верхние и нижние обоймы последовательно соединены между собой через вертикальные упругие проклад ки, распределительная плита с роликовыми опорами размещена между вертикаль:ым силовым приспособлением и верхними обоймами, а нижние обоймы оперты на роликовые опоры, размещенные на раме.На чертеже схематично изображено устройство для определения характеристик сопротивления сдвигу скальных пород по трещинам.Устройство содержит опорную раму 1, на которой закреплены горизонтальное и вертикальное. силовые приспособления, нагример гидроцилиндры 2 и 3, нижние и верхние обоймы 4, с вкладышами 5, соединенные между собой упругими прокладками б. Вкладыши 5 установлены на дугообразных направляющих 7. Нижние обоймы 4 расположены на роликовых опорах 8.На верхних обоймах 4 через роликовые опоры 9 установлены пластины 10 со сменными прокладками 11, на которых расположена распределительная плита 12, Крайни секции обоймы имеют выступы 13 и 14, которые опираются через роликовый каток 15 и гидро- цилиндр 3 на раму 1. Гидроцилиндр 3 создает сдвигающую нагрузку, а гидроцилиндр 2 нормальную нагрузку на плиту 12, которая распределяется через упругие прокладки 11 и пластины 10 на каждую секцию обоймы, Прокладки б и 11 имеют заданную (в общем случае различную) толщину и жесткость и обеспечивают соответствие в деформируемости истыжуемой системы образцов и натурного массива пород с исследуемой трещиной.Устройство работает следующим образом.Подготавливают группу образцов для испытания на сдвиг. По данным полевых измерений на исследуемой площадке строят профиль протяженной трещины, например, относительно горизонта или серединной плоскости трещины (расчетной поверхности сдвига), при этом фиксируют все порядки шероховатостей и неровностей. По полученному профилю протяженной трещины вычерчивают суммарную кривую распределения углов наклона сторон выступов шероховатости натурной трещины,Из зоны трещин отбирают образцы, включающие характерные участки шероховатости трещин, измеряют углы наклона сторон выступов шероховатости трещин, строят профили трещин образцов и по ним вычернивают кривые распределения углов наклона сторон выступов для каждого отоб 1 нного образца. После этого строят суммарную кривую распределения углов наклона выступов шероховатости трещин группы отобранных образцов с заданной обеспеченностью.Например, для трех об1065023 Составитель Р. Погосян Техред Л. Микеш Корректор Редактор М. БандУра Заказ 10955/8 Тираж б 49 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 раэцов определяют величины смещенийуглов ( (, , 1) вдоль оси относительно оси ордйнат суммарно, кривой.После этого каждый образец вместес вкладышем 5 поворачивают на направляющих 7 так, чтобы поверхносТь трещины образца и направление действиясдвигающей нагрузки составили угол,равный величине смещения кривой, соответствующей данному образцу. Затемобразец закрепляют к вкладышам 5, а 10вкладыши к соответствующим нижней иверхней обоймам 4, которые соединяют последовательно друг с другом,при этом между ними прокладываютупругие пластины, имеющие заданную 15толщину и жесткость. На упругихпрокладках 11, уложенных на пластины10 с роликовыми опорами 9, монтируют распределительную балку и гидроц.линдр 2. Затем осуществляют сдвиги этой системы образцов при различных нормальных нагрузках, по результатам этих испытаний устанавливают зависимость =1 (Ц) и определяют характеристики сопротивления пород сдвигу по трещинам.Устройство позволяет учитывать при проведении лабораторных исследо- наний неоднородность строения, прочность и деформируемосвь контактов трещин и прилегающих к ним пород. Учет этих Факторов обеспечивает приближение условий испытаний к реальным и повышение точности измере ний и определения харктеристик сопротивления сдвигу горных пород .