Устройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии

(19) (11 623 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и сообеспе направляющими т И, Куз ькин,Коновалов И Фиг. 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( 56) Авторское свидетельство СССР У 461333, кл. 0 01 Я 3/08, 1971.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ТРЕХОСНОМ СЖАТИИ ( 57) Изобретение относится к технике испытаний, скальных горных пород и позволяет повысить точность определения деформационных характеристик пород, Испытуемый образец 5 устанавливают на осйование,9 жесткой замкйутой обоймы 3. Нагрузочными домкратами 8 через нагрузочно-охранные обоймы (НО) 7 приводят контактные плиты (КП) 4 в соприкосновение с боковыми гранями образца 5. НО 7 в горизонтальной плоскости расположены между(б 11 4 0 01 И 3/08, Е 21 С 39 осность прикладываемых усилии. Внутри НО 7 установлены упругие элементы в виде полых стальных цилиндров(ПЦ) 1 О с поперечными прерывистымипрорезями. ПЦ 10 контактируют с КП 4а по оси ПЦ 1 О расположены датчикиперемещения 11. На КП 4 выполненыцилиндрические выступы 15, расположенные с зазорами 16 и 17 между обой.мой 3 и торцами соотв, НО 7. Образец 5 нагружают равномерным двуоснымили неравномерным боковым давлениемили оставляют КП 4 в соприкосновениис боковыми гранями образца 5 без боковой нагрузки. Штоком пресса нагружаютобразец 5 вертикальной нагрузкой,призтом он объемно деформируется. Подвижки граней образца 5 через КП 4передаются ПЦ 10, которые упруго деформируются, Это позволяет оценитьс помощью датчиков перемещения 11 нетолько деформации образца 5, но инапряжения, возникающие на его гра"нях. 5 ил, 1262332Изобретение относится к техникеиспытаний материалов, в частности кустройствам для испытания образцовскальных горных пород.при трехосномнеравномерном сжатии.Цель изобретения - повышение точности определения деформационных характеристик горных пород,На фиг. 1 показано устройство дляиспытания образцов горных пород притрехосном сжатии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - полыйцилиндр; на фиг. 4 - разрез Б-Б наФиг, 3; на фиг. 5 - разрез В-В нафиг. 3.Устройство содержит опорную плиту 1, жестко соединенную с ней раму 2, жесткую замкнутую обойму 3 снаправляющими пазами, контактныеплиты 4 для образца 5, установленныес возможностью перемещения в пазахобоймы 3, направляющие 6, нагрузочно-охранные обоймы 7, установленныес возможностью перемещения по направляющим 6, винтовые домкраты 8,установленные на раме 2 и имеющиешарнирные соединения с нагрузочноохранными обоймами 7, основание 9для установки образца 5, упругие элементы в виде полых стальных цилиндров 10 с поперечными прерывистымипрорезями, установленных внутри нагрузочно-охранных обойм 7 соосно ихосям и контактирующих с контактнымиплитами 4, дифференциально-трансформаторные датчики 11 перемещения,расположенные в полых цилиндрах 10соосно их осям, и ультразвуковыедатчики 12, установленные в полостяхконтактных плит 4,В качестве направляющих для нагрузочно-охранных обойм 7 в вертикальной плоскости служат опорная плита 1 и съемная плита 13 с отверстием 14, которое используется для прохода штока пресса, передающего вертикальную нагрузку. На контактных плитах 4 выполнены цилиндрические выступы 15, расположенные с зазорами 16 и 17 между замкнутой обоймой 3 и торцами соответствующих нагрузочио"охранных обойм 7. Величина зазора 16 имеет фиксированное значение, обеспечивающее работу полых цилиндров в пределах упругой области их деформирования. Зазор 17 служит для ограниче 35 В процессе нагружения образца 5вертикальной нагрузкой происходитего объемная деформация, Подвижкиграней образца 5 передаются черезконтактные плиты 4 полым стальным 40цилиндрам 1 О, которые упруго деформируются, что позволяет оценить спомощью дифференциально-трансформаторных датчиков 11 перемещения нетолько деформации образца 5 при трехосном неравномерном сжатии, но инапряжения, возникающие на его гранях. Сигналы с дифФеренциально-трансформаторных датчиков 11, пропорциональные деформациям полых стальных 50 цилиндров 10, через усилитель посту-,пают на самописец, Соосность полыхстальных цилиндров 10, датчиков 11перемещения и прилагаемой боковойнагрузки повышает точность измеряе-55мых величин деформации и напряжений.Совместная работа полых стальных ци-,линдров 10 и датчиков 11 перемещенияпозволяет получат- необходимые ре 5 О 15 20 . 25 30 ния хода контактной плиты 4 в направлении испытуемого образца 5,Для регистрации деформационных характеристик образца 5 служат усилитель и самописец (не покаэаны 1, связанные с датчиками 11.Устройство работает следующим образом.При отведенных с помощью винтовых домкратов 8 нагрузочно-охранных обоймах 7 с контактными плитами 4 на основание 9 жесткой замкнутой обоймы 3 устанавливают испытуемый образец 5, После этой операции винтовыми домкратами 8 приводят контактные плиты 4 в соприкосновение с боковыми поверхностями образца 5. При этом в зависимости от условий опыта образец 5 предварительно нагружают равномерным двухосным или неравномерным боковым давлением или оставляют контактные плиты 4 в сопри. косновении с боковыми гранями образца 5 беэ предварительной боковой пригрузки. После этих операций на образец 5 дают вертикальную нагрузку через шток пресса с замером вертикальных деформаций датчиками 1 перемещения и доводят нагрузку на образец 5 до разрушения ступенями. На каждой ступени нагружения с помощью ультразвуковых датчиков 12 измеряют скорости распространения продОльных волн.зультаты в координатах перемещение - напряжение вплоть до хрупкого разру,щения образца,Формула изобретенияУстройство для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии, содержащее опорную плиту, жесткую замкнутую обойму с направляющими пазами, контактные плиты для образца, установленные с возможностью переме - щения в пазах обоймы, нагрузочные домкраты, связанные с контактными плитами, и датчики перемещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения деформационных характеристик горных пород, оно снабжено нагрузочно-охранными обоймами, расположенными между нагрузочными домкратами и кон тактными плитами, направляющими длянагрузочно-охранных обойм и упруги" ми элементами в виде полых стальных цилиндров с поперечными прерывистыми прорезями, установленных внутри 1 О нагрузочно-охранных обойм и контактирующих с плитами, при этом датчики перемещения расположены на оси полых цилиндров, а на контактных плитах выполнены цилиндрические выс тупы, расположенные с зазорами между замкнутой обоймой и торцами соответствующих нагрузочно-охранных обойм.едактор А, Щиш ректор М. Максимишинец ПодписноеР Проиэводственно-полиграФическое предприятие г. Ужгород. Ул, Проектная,э 5418/39ВНИИПИ Гпо дел113035, Мо Тираж 78ударственного ки иэобретений ивау Ж, Ряушс митета С открытий ая наб.,