Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы и установка для его осуществления

(н О / и 4 С О 1 1 С 39 00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К проект- ледоваров 88.8)Статикн. М.: Э9,ПРОЧНОСТНЫХИСТИК ГОРНОЙГО ОСУЩЕСТ а инерг бр следования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(21) 3828247/22-03 (22) 24,12,84 (46) 07.06.86, Бюл. Р 21 (71) Государственный дорожны но-изыскательский и научно-и тельский институт "Гипродорн (72) С, Н. Дорогутина, Н. М. и А. ф. Тыслюк (53) 620,172:622,23.05(0 (56) Зарецкий Ю. К. и др динамика грунтовых плоти атомиздат, 1983, с. 38 3 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕР ПОРОДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ Е ВЛЕНИЯ ет с высокой точностью определять ихпрочностные и деформативные характеристики путем моделирования реальногонапряженного состояния горной породыв естественных условиях. Для этогоцилиндрический образец (ЦО) 3 в эластичной емкости 2 размещают в гидравлической камере (ГК) 1 и нагружаютего. С помощью рычажной системы 27через шток 28 и установленный в корпусе ГК 1 поршень 6 диаметром, равным диаметру ЦО 3, задается вертикальная нагрузка на ЦО 3, а подачейжидкости в ГК,1 через трубопровод1236344 создается радиальная нагрузка. Оцновременно на ЦО 3 передается нагрузкаот давления в ГК 1, создаваемого имитатором реакции грунтов, выполненнымв виде стакана 9 с установленной в,нем эластичной камерой (ЗК) 12, адекватной емкости 2 и сообщенной с ГК 1.Внутри стакана 9 размещен кольцевойобразец 23 грунта, охватывающий ЭК 12.Вертикальная нагрузка на ЦО 3 одновременно с помощью диска 15, крышки1 Изобретение относится к способами устройствам исследования прочностных и деформативных характеристикгорной породы, в частности грунтов вусловиях сложного напряженного состоРяния в зависимости от параметров ихарактера приложения нагрузок,Цель изобретения -. повышение точности определения путем моделированияреального напряженного состояния горной породы в естественных условиях.На чертеже представлена установкадля определения прочностных и деформативных характеристик горной породы,Установка включает в себя гидравлическую камеру 1, размещенную в нейсоосно эластичную емкость 2 для образца 3 горной породы, устройство 4для создания радиальной нагрузки,устройство 5 для создания вертикальной нагрузки, включающее установленный в корпусе камеры поршень 6 постоянного диаметра, равного диаметру цилиндрического образца, и измерительные приборы 7 и 8, имитатор реакции25грунтов, выполненный в виде стакана9, на дне которого установлен диск10 с перфорациями с образованием полости 11 между ним и дном стакана,укрепленной на этом диске 1 О соосностакану 9 эластичной камеры 12, адекватной емкости 2 для образца 3 горнойпороды и сообщенной с полостью гидравлической камеры 1 трубопроводом13, установленной на стакане 9 подвиж но относительно его оси крышки 14 сперфорационным диском 15, образующимполость 16 между ним и крышкой, при 14, кольца 26 силовой рамы и пригруза 18 задается и на образце 23. Засчет его бокового распора Давлениеиз ЭК 12 через трубопровод 13 передается в ГК . После создания трехосного статического нагружения нг ЦО 3аналогично воздействуют динамическими нагрузками. Прилагаемые нагрузкии деформации измеряются в процессеиспытаний приборами 7 и 8, 2 с. п.ф флыр 1 ила чем крьппка 14 имеет раму 17 с пригрузом 18, полости, образованные дисками 10 и 15, имеют отводы 19 и 20 с вентилями 21 и 22, а внутри стакана размещен кольцевой образец 23 грунта, охватывающий эластичную камеру 12, Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25. Силовая рама 17 устанавливается на образец 23 грунта с помощью кольца 26. Устройство для создания вертикальной нагрузки также включает рычажную силовую систему 27, шток 28 с помощью которых создается нагрузка, имитирующая вес вьппележащих пород.Способ осуществляют следующим образом.В гидравлическую камеру 1 помещается установленный в эластичной емкости 2 цилиндрический образец 3 грунта, Эластичная емкость 2 закреплена на фланцах 24 и 25, В имитатор устанавливается образец 23 грунта кольцевой формы, в полость которого вставляется эластичная камера 12, Иа образец 23 грунта кольцевой формы устанавливается перфорационный диск 15 с крышкой 14 и кольцо 26 с силовой рамой 17.Через трубопровод 13 гидравлическая камера 1 и эластичная камера 12 заполняются водой, после чего трубопровод устройства 4 перекрывается. При помощи рычажной силовой системы 27 задается необходимое осевое давление на цилиндрический образец 3 и одновременно с помощьюерфорационного диска 15, крышки 14, кольца 26 силовой рамы 17 и пригруза 18 задается тоже1236344 Составитель В. ПетроваРедактор Н. Данкулич Техред Л,Сердюкова Корректор Л. Пилипенко Заказ 3082/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5. вертикальное давление на кольцевой образец 23, Таким образом, цилиндрический образец 3 находится в условиях трехосного статического нагружения: по оси - с помощью рычажной системы 27 через шток 28 и поршень 6, по боковой поверхности - от давления в гидравлической камере 1, возникающего в результате бокового распора образца 23 кольцевой формы и передающего 10 через трубопровод 13 из эластичной камеры 12 в гидравлическую камеру 1, После создания трехосного статического нагружения образца 3 включается источник (не показан) активного дина 15 мического давления и через трубопровод устройства 5 для создания вертикальной нагрузки, шток 28 и поршень6 на образец 3 передаются вертикальные динамические нагрузки. Соответст вующие им радиальные динамические давления создаются за счет радиальных деформаций образца 3, вызывающих дина мический отпор образца 23 кольцевой формы, передающийся из эластичной камеры 12 через трубопровод 13 в гидравлическую камеру 1. Формула изобретенияЗО1. Способ определения прочностных и деформативных характеристик горной породы в условиях сложного напряженного состояния, включающий размещение цилиндрического образца горной породыЗ 5 в гидравлической камере, нагружение его вертикальными и радиальными гидравлическими .нагрузками н регистрацию величин нагрузок и деформации образца,по которым определяют характеристики горной породы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения путем моделирования реального напряженного состояния горной породы в естественных условиях, гидравлические радиальные нагрузки передают на имитатор реакции грунтов, окружающих исследуемую горную породу.2. Установка для определения проч ностных и деформативных характеристик горной породы, содержащая гидравлическую камеру, размещенную в ней соосно эластичную емкость для образца горной породы, устройство для создания радиальной нагрузки, устройство для создания вертикальной нагрузки, включающее установленный в корпу се камеры поршень постоянного диаметра, равного диаметру цилиндрического образца, и измерительные приборы, о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что, она снабжена имитатором реакции грунтов, выполненным в виде стакана, ,на дне которого установлен диск с перфорациями с образованием полости межцу ним и дном стакана, укрепленной на этом диске соосно стакану эластичной камеры, адекватной емкости для образца и сообщенной с полостью гидравлической камеры, установленной на стакане подвижно относительно его оси крышки с перфорационным диском, образующим полость между ним и крышкой причем крышка имеет раму с пригруэом, полости, образованные дисками, имеют отводы с вентилями, а внутри стакана размещен кольцевой образец грунта, охватывающий эластичную камеру.