Устройство для моделирования горного давления

ал новГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпб л 6 Аи ииа%пмФ Й ОмОн 1 САНИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕ 1":ЛЬСТ(71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства "Оргэнергострой" (53) 622.235(088.8)(56) 1, Кузнецов Г.Н. и др, Моделирование проявлений горного давления. Л "Недра", 1968, с. 230- 236.2. Авторское свидетельство СССР У. 1076580, кл. Е 21 С 3900, 1980 (прототин).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИ ВАИИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включ модель из эквивалентного матер в виде треугольной призмы, уст ленную на основание, к загрузочное приспособление с источником нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследований, оно снабжено каркасом, охватывающим модель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркаса с осью составляют одно- степенной шарнир, опорные поверхности каркаса и основания выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а система опор выполнена в виде катков и расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом источник нагрузки вы-полнея в виде домкрата и штампа, расположенных на смежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой, с осью и с основа- нием. Ф3 щФ11241Изобретение относится к модельным исследованиям подземных сооруженийи может быть использовано вразличных областях подземного строи"тельства, в частности, в горнойпромышленности.Известно устройство для моделирования горного давления, включающее модель из эквивалентных мате-.риалов и загрузочные приспособления,: установленные на гранях блока 1 3.Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений вследствие искажения поля напряжений,.имитирующего гравитационноеполе, так как вертикальная компонента тензора напряжений в моделипостоянна, в то время как при моделировании горных выработок, высота которых соизмерима с высотой гослоя пород, определяющих напряже"ние на контуре, вертикальная составляющая тензора напряжений должналинейно зависеть от расстояния отданной точки до верхней границымодели.Наиболее близким по техническосущности к предлагаемому являетсяустройство для моделирования горного давления, включающее модель изэквивалентного материала в виде треугольной призмы, установленную наоснование, и загрузочное приспособление с источником нагрузки 1 2 .Недостатком. этого устройства является искажение поля напряжений,вызываемое плоской опорной поверхностью. Это искажение нри центральном угле клина около 100 , частовстречающееся в практике, распространяется иа область, превышающую1/3 высоты модели. Кроме того, наличие двух источников нагрузки назагрузочных приспособлениях на каждой бокогэй грани усложняет процесс45исследований, поскольку возможнынерауенства величин нагрузок засчет различных деформаций опорныхповерхностей, неплотностей в маслопроводах и т.д,Цель изобретения - повышение точности исследований.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для моделирования горного давления, включающее модель иэ эквивалентного материалав виде треугольной призмы, установленную на основание, и загрузочноеприспособление с источником нагруз 23ки, снабжено каркасом, охватывающиммодель, осью, системой опор и системой тяг, при этом вершина каркасас осью составляет одностепенной шарнир, опорные поверхности каркаса иоснования выполнены по цилиндрической поверхности сегмента, центр которой совпадает с осью, а системаопор выполнена в виде катков н расположена между опорными поверхностями каркаса и основания, при этом ис-,"точник нагрузки выполнен в видедомкрата и штампа, расположенных насмежных боковых гранях призмы и связанных системой тяг между собой,с осью и с основанием,На чертеже представлено устройстВофУстройство содержит каркас 1, ось2, модель 3, загрузочныеприспособления 4, домкрат 5, штамп 6, систему тяг 7, основание 8, систему катков 9.Устройство работает следующим образомКаркас 1 поворачивается вокругоси 2 на необходимый угол и фикси .руется. В каркасе послойно заливается модель 3, после чего каркасс моделью возвращается в вертикальное положение. На боковых граняхмодели монтируют загрузочные приспособления 4, на одной из которыхустанавливают домкрат 5 и штамп 6.Домкрат и штамп соединяют системойтяг 7 с осью 2 и основанием 8, врезультате чего система сил, действующих в устройстве, уравновешивается.При нагружении модели домкратомс силой Р в точки установки штампавозникает равная реактивная силаР, так как модель с каркасом можетсвободно перемещаться по каткам 9,вращаясь вокруг оси 2, При этомобеспечивается радиальное и тангенцнальное направление главных напряжений в зоне опирания н, тем самым,устраняются искажения поля напряжений, возникающие в прототипе. Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения достигается в результате уменьшения объема модели (в среднем в 4 раза по сравнению с прототипом), а также упрощения операций сборки модели и загрузочных устройств, так как поворот каркаса обеспечивает залив1124123 Составитель Г. АлексееваРедактор К. Волощук Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Тяскот Заказ 8251,29 Тираж 564 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 ку модели с любым наклоном пластов,а наличие одного силового элемента(домкрата) облегчает процесс нагружения модели и обеспечивает равномерность передачи нагрузок на обеих боковых гранях. Кроме тьго, подвижность боковых ребер каркаса и цилиндрическая опорная поверхностьповышают точность исследований,так как создается необходимое напряженное состояние в имитируемоммассиве и снижаются искажения в поленапряжений при ограниченных размерах модели.