Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу

, В ЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ к о СССР1982.СССР1972. НИЯ СОДВИГУ к област ос еличени ерист двиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕПРОТИВЛЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД(5) Изобретение относитсяиспытаний материалов на прпри сдвиге и обеспечиваетточности определения хараксопротивления скальных пор при высоких нагрузках, Обоймы для размещения образца скальных пород е цилиндрическими опорными поверхностями и боковыми крышками установле-, ны между верхними 5 и нижними б катковыми опорами. Верхняя катковая опора 5 шарнирно соединена с штоком 12 гидроцилиндра 11 для создания вертикальной нагрузки. Нижняя катковая опора 6 установлена на подвижно опертой на раму 1 платформе 15. Крышка 4 нижней обоймы 3 посредством зубча-. того сегмента 1 О взаимодействует с валом привода, установленного наплатформе 15. При помощи гидроцилиндра 11 создают усилие на образец породы 17 и с помощью привода задают необходимую скорость вращения обойм. По показаниям манометра и угломера фиксируют момент сдвига образца и угол поворота обойм. 1 ил.юИзобретение относится к строительству, в частности к испытаниям материалов, и может быть использованодля определения прочностных свойствскальных пород и других твердых материалов.Целью изобретения является повышение точности определения сопротивления сдвигу.На чертеже показано устройство,общий .вид с частичным вырезом.Устройство включает опорную раму1, верхнюю 2 и нижнюю 3 обоймы с цилиндрическими опорными поверхностямии боковыми крышками 4, верхние 5 инижние 6 катковые опоры, привод нижней обоймы 3, содержащий электродвигатель 7 с редуктором 8, Последнийсоединен с червячным валом 9, входящим в зацепление с зубчатым сегментом 10 боковой крышки 4 нижней обоймы 3. В верхней части рамы 1 смонтирован гидроцилиндр 11 со штоком 2для создания вертикальной нагрузки,который трубопроводами 13 соединенс гидравлической системой (не показана). Шток 12 гидроцилиндра 11 припомощи шарнира 14 соединен с верхнейкатковой опорой 5. Нижняя катковаяопора 6 установлена на платформе 15на роликовых опорах 16 опертых нараму 1. Измерение усилий и угла сдвига производят с помощью манометраи угломера (не показаны),Устройство работает следующим образом.Предварительно подготавливают устройство к работе, для чего гидро- цилиндр 11 подключают к источнику давления (например, к насосу) посредством трубопроводов 13 и создают давление в нижней камере гидроцилиндра 11. При этом верхняя катковая опора 5 поднимается и освобождает обоймы 2 и 3, После этого обоймы снимают с устройства и при помощи кондукторов скрепляют их между собой через контурные прокладки, обеспечивающие необходимый зазор между обоймами после их удаления (не показано), Снима - ют одну из крышек 4 с верхней 2 и нижней 3 обоймы и в полученную таким образом цилиндрическую форму размещают образец 17 скальной породы. Трещину образца ориентируют вдоль плоскости соединения обойм. Заполняют зазор между образцом 17 и стенками обойм, например, цементным раствором 18. После затвердения раствораснимают кондуктор, удаляют вспомогательные прокладки и закрепляют боко 5 вые крьпнки 4 к обоймам 2 и 3. Затемустанавливают обоймы с образцом 17на нижние катковые опоры 6 так, чтобы плоскость сдвига (или поверхностьтрещины) образца 17 была ориентирована горизонтально, после чего устройство готово к проведению испытания.При помощи гидроцилиндра 11 создают необходимое усилие на верхниекатковые опоры 5, при этом величинудавления фиксируют манометром гидравлической системы. На редукторе 8 устанавливают необходимую скорость вращения обойм и включают электродвигатель 7. По показаниям манометра и уг 70 ломера фиксируют соответственно момент сдвига образца и угол поворотаобойм, при котором произошел сдвиг.Б момент сдвига платформа 15 вместес нижней обоймой 3 на катковых опорах 6 выезжает в сторону на катках16.Такие испытания проводят при различных значениях вертикальной нагрузки. По результатам измерений устанавливают зависимостьс = 1(б),где о - предельные сдвигающие напряжения по плоскости сдвига,МПа;35 б " нормальные к плоскости сдвига напряжения, МПа,и определяют характеристики сопротивления образцов скальных пород сдвигу,Применение изобретения позволяет40 проводить исследования прочностискальных пород в широком диапазоненагрузок и учитывать при этом скорость изменения соотношения/б, чтоважно при определении характеристик45 сопротивления скальных пород сдвигупри высоких нагрузках, т.е. в условиях, когда в наибольшей степени проявляются их пластические свойства.Учет этих факторов обеспечивает по 50 вышение точности исследований прочности скальных пород.Формула изобретения55 Устройство для определения сопротивления скальных пород сдвигу, включающее опорную раму, верхнюю и нижнюю обоймы с цилиндрическими опорныСоставитель Г.МартыноваТехред А.Кравчук Корректор М.Самборская Редактор Н.Ивыдкая Заказ 5500/27 Тираж 641ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное,Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 3 12 ми поверхностями и боковыми крышками, верхнюю и нижнюю катковые опоры, привод нижней обоймы, гидроцилиндр для создания вертикальной нагрузки и измерительное приспособление, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения сопротивления сдвигу, устройство снабже 63746 фно платформой на роликовых опорах, на которой установлена нижняя катковая опора, а боковая крышка нижней обоймы снабжена зубчатым сегментом, 5 взаимодействующим с валом привода,установленного на платформе,при этом верхняя катковая опора шарнирно соединена с гидроцилиндром.