Устройство для испытания горных пород на сжатие

(9 ц 5 Е 21 С 39/00 ОПИС ИЕ ИЗОБ ЕТЕНИ 6 Размер попер выполнен равным образца 6 (породн испытанию,Торцы 4 пуансо горизонтальных ог Устройство раб0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 554409, кл, Е 21 С 39/00, 1973,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НА СЖАТИЕ(57) Изобретение относится к горному делу,Цель изобретения - повышение точности иснижение трудоемкости испытаний, Пуансоны (П) 1, между которыми размещен образец 5, охватывают аксиатор в виденаправляющей обоймы 2 и шарика 3, устаИзобретение относится к горному делу и предназначено для испытания горных пород в лабораторных и полевых условиях.Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости испытаний.На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Устройство для испытания горных пород на сжатие содержит пуансоны 1 и аксиатор в виде охватывающей пуансоны 1 направляющей обоймы 2 и шарика 3, установленного на одном иэ пуансонов 1. Торцы 4 пуансонов 1 выполнены плоскими с симметрично расположенными сквозными призматическими пазами. Грани 5 последних выполнены гладкими и имеют угол раскрытия 900. 1652549 А 1 новленного на одном из П 1. Торцы 4 П 1 выполнены плоскими с симметрично расположенными сквозными призматическими пазами, Грани 5 последних выполнены гладкими и имеют угол раскрытия 900. Образец 6 в виде породного керна устанавливают между призматическими пазами П 1. Плитами 7 силозадающей установки производят сжатие образца 6 вплоть до разрушения. Измеряют предельное разрушающее усилие, По полученным результатам определяют предел прочности горной породы на сжатие, Устройство исключает необходимость в трудоемких операциях по точному изготовлению образцов пород-и упрощает технологию проведения испытаний эа счет использования одного-двух типоразмеров П 1.2 ил,ечного сечения грани 5 радиусу максимального ого керна), подлежащего нов 1 выполнены в виде раничивающих опор. отает следующим образом.Изготовленный из пробы горной породы цилиндрический образец 6 в виде породного керна устанавливают между пазами пуансонов 1. Плитами 7 силозадающей установки производят сжатие образца 6 вплоть до разрушения и,измеряют предельное разрушающее усилие, что позволяет определить предел прочности горной породы на сжатие.Поскольку торцы 4 пуансонов 1 выполнены с призматическими пазами, грани 5которых имеют угол раскрытия 90, то испытания можно проводить при любом изменении радиуса В образца 6 в пределах 5О 2й., причем схема нагружения образца 6 всегда остается неизменной, чтогарантирует высокую воспроизводимостьрезультатов испытаний. Причем даже приналичии некоторой (до 10) конусности образцов 6 схема испытания не претерпеваетизменений, так как несмотря на изменениедиаметра нагружение всегда будет осуществлено в четырех диаметрально противоположных участках образца 6. Это 15исключает необходимость в трудоемкихоперациях по точному изготовлению образцов 6 пород, упрощает технологию проведения испытаний за счет использованияодного - двух типоразмеров пуансонов 1 20(например, для образцов диаметром 32 - 64мм и для образцов диаметром 64 - 128 мм),повышает точность испытаний. Целесооб разно размерграни 5 паза пуансона 1выполнить равным максимальному радиусу 25Яазх подлежащего испытанию образца 6 (1 =Явах)За счет выполнения граней 5 гладкимиобеспечивается фиксированное направление нагрузок на образец 6 на участках контакта, близкое к нормальному, чтоисключает влияние сил трения и повышаетточность испытания. Анализ напряженнодеформированного состояния цилиндрического образца 6, подвергнутого сжатию 35четырех симметрично приложенных сил, показал, что в центре образца 6 действуетдвухосное напряжение сжатияо = оО = - Г 2 Р/ж Я 1; ог = О,где о и сгй- радиальное и тангенциальное 40напряжение в плоскости 2 = 0 нагруженияобразца 6, Па;сг; напряжения вдоль оси образца 6,Па;Р - усилие сжатия пуансонов 1 плитами7,Н;й - радиус образца 6,1 - толщина образца 6, мм,На периферии образца 6 возникают растягивающие тангенциальные напряжения,которые не превышают 10 сжимающих радиальных напряжений, что обеспечивает требуемое по условиям испытания разрушение от сжатия,Механизм разрушения образца 6 реализуется образованием трещин сдвига в плоскостях В= Сопз( от главной разности напряжения о, - оЯ, а трещины сдвига направлены под углом 45 + р/2 к продольной оси образца 6 ( р- угол внутреннего трения испытываемой породы), Одновременно на участках контакта граней 5 с образцом 6 образуются локализованные зоны смятия в плоскостях Е = Сопэт от разности напряжения ог - ОО.В ряде случаев, когда предел прочности породы на растяжение меньше 10 прочности породы на сжатие, на периферии образца 6 могут в начальный момент нагружения возникнуть трещины отрыва длиной менее 0,2 В под действием тангенциальных напряженийй д Ов плоскости г = Сопэт. Однако при последующем нагружении зти трещины закрываются и не оказывают влияния на последующий механизм разрушения образца 6 от сжатия. На последней стадии разрушения образца 6 пуансоны 1 начинают контактировать по торцам 4, что указывает на конец испытаний и способствует сохранению граней 5 в рабочем состоянии,Формула изобретения Устройство для испытания горных пород на сжатие, содержащее пуансон и аксиатор в виде охватывающей пуансоны направляющей обоймы и шарика, установленного на одном из пуансонов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости испытаний, торцы пуансонов выполнены плоскими с симметрично расположенными сквозными призматическими пазами с гладкими гранями, угол раскрытия которых 90.1652549 Составитель В.Петровакая Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид едактор Л.Весел Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1755 Тираж 303 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5