Устройство для полевых испытаний горных пород

(51) 5 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКО ательски маркше ПЫательвания грун- ения- испыкости,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовинститут горной геомеханики идерского дела(56) Авторское свидетельство СССРМ 1465569, кл. Е 21 С 39/00, 1987.Авторское свидетельство СССРВ 1661419, кл. Е 21 С 39/00, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к испытной технике, к установкам для исследопрочностных свойств горных пород итов в полевых условиях, Цель изобретповышение объема информации пританиях путем обеспечения нагруженрегулируемыми углами как в плос проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины, Устройство содержит цилиндрический корпус 2, пуансон 3, приспособление 5 для поворота и приспособление для осевого перемещения пуансона 3. Дополнительно устройство снабжено платформой (П) 6 и приспособлениями для ее вращения 7 и осевого перемещения 8. Приспособление для осевого перемещения П 6 выполнено в виде гидроцилиндра 4, эксцентрично закрепленного на П 6, и штока 10, жестко соединенного с пуансоном 3. При работе основание нагружателя пуансона поворачивается по окружности с помощью П 6, что позволяет проводить нагружение под разными углами, С помощью гидроцилиндра 4 положение П 6 изменяется до точки нагружения, что позволяет изменять угол наклона М направления нагружения к нагружаемой по- С верхности. 1 ил.Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для исследования прочностных свойств горных пород и грунтов в полевых условиях,Известно устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе. приспособление для осевого перемещения пуансона.Недостаток устройства состоит в том, что испытания проводятся только при фиксированном направлении нагружения, перпендикулярном оси корпуса.Наиболее близким по технической сути и достигаемому положительному эффекту к предлагагаемому является устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе, приспособление для осевого перемещения пуансона, и приспособление для поворота пуансона, включающее шарнир. Устройство работает при изменении направления приложения нагрузки,Недостаток устройства состоит в том, что изменение направления приложения нагрузки производится только в одной плоскости, проходящей через ось корпуса. Это ограничивает объем информации, поскольку не позволяет проводить нагружение по другим направлениям в плоскостях, расположенных под углом к оси корпуса, Каждое направление нагружения в анизотропном материале, каким является горная порода, дает новые значения деформационных характеристик и повышает тем самым осведомленность о свойствах материала.Целью изобретения является повышение обьема информации при испытаниях путем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как в плоскости, проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины.Цель достигается тем, что устройство снабжено платформой, приспособлением для поворота платформы и приспособлением для перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса, при этом приспособление для осевого перемещения пуансона выполнено в виде гидроцилиндра, эксцентрично закрепленного на платформе посредством шарнира и связанного с источником давления, и штока, жестко соединенного с пуансоном.При такой конструкции устройства платформа позволяет поворачивать основание нагружателя пуансона по окружности и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 проводить нагружение под разными углами,а приспособление для перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса совместно с нагружателем в видегидроцилиндра позволяют изменять положение платформы до точки нагружения, чтопри одном и том же эксцентриситете расположения шарнира позволяет изменять уголнаклона направления нагружения к нэгружаемой поверхности.На чертеже представлена схема устройства, общий вид,Устройство содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, пуансон 3, установленный вкорпусе, приспособление 4 для осевогоперемещения пуансона и приспособление для поворота пуансона, включающеешарнир 5.Устройство снабжено платформой б,приспособлением 7 для поворота платформы 6 и приспособлением 8 для осевого перемещения платформы перпендикулярнооси корпуса. Приспособление для осевогоперемещения пуансона выполнено в видегидроцилиндра 4, эксцентрично закрепленного на платформе посредством шарнира 5и связанного с источником 10 давления, иштока 10, жестко соединенного с пуансоном3.Приспособление для поворота платформы выполнено в виде червячного колеса 7, винта 11 с приспособлением 12 длявращения колеса 7, и связующей шпонки13. Приспособление для осевого перемещения платформы выполнено в виде винта8 и гайки 14, на которой установлена платформа, Пуансон 3 расположен в шарнире15, Источник давления выполнен в видегидроцилиндра 9 с поршнем 16 и винтом17 для перемещения поршня и соединен сгидроцилиндром магистралью 18. Нагрузка на пуансоне измеряется датчиком 19силы.Устройство работает следующим образом.Размещают корпус 1 устройства в скважине 2. Вращением винта 11 поворачиваютколесо 7 и посредством шпонки 13 вращаютгайку ,4 с платформой 6, устанавливая последнюю в положение, при котором ось гидроцилиндра 4 и пуансона 3 займут заданноенаправление нагружения. Вращают винт 17,перемещают поршень 16 и создают давление в гидроцилиндрах 9 и 4. Шток 10 перемещает пуансон 3 в направлении стенкискважины 2 под заданным углом нагружаетучасток стенки заданным усилием. Снимаютпоказания в соответствии с задачей испытаний, например регистрируют кривую релак1724869 ловий изменения направления действияприкладываемых нагрузок. 30 35 40 45 50 Составитель Ю.ЛупичеваТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор О.Хрипта Заказ 1159 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 сации напряжений. Для испытаний по другому направлению приложения нагрузки обратным вращением винта 17 разгружают пуансон, вращением винта 11 поворачивают платформу 6 в новое заданное положение и повторяют нагружение, Для изменения угла направления действия нагрузки к плоскости поверхности нагружения вращением винта 11 создают несколько поворотов платформы 6 так, что она совершает необходимое осевое перемещение вместе с гайкой 14 на резьбе винта 8. При этом платформа приближается или удаляется от точки контакта пуансона с породой. При приближении платформы к точке приложения нагрузки последующее погружение будет происходить при меньшем угле между направлением нагружения и поверхностью нагружения. Таким образом, проводят испытания при разном направлении нагружения к оси скважины и при разных углах между направлением нагружения и поверхностью нагружения.Использование устройства позволит получать больше сведений о механических характеристиках неоднородных материалов (горных пород) благодаря расширению усФормула изобретения 5 Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе, приспособление для осевого перемещения пуансона и 10 приспособление для поворота пуансона,включающее шарнир, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения объема информации при испытаниях путем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как 15 в плоскости, проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины, оно снабжено платформой, приспособлением для поворота платформы и приспособлением для осевого 20 перемещения платформы перпендикулярнооси корпуса. при этом приспособление для осевого перемещения пуансона выполнено в виде гидроцилиндра. эксцентрично закрепленного на платформе посредством 25 шарнира и связанного с источником давления, и штока, жестко соединенного с пуансоном.