Стабилометр

/10 // Е 21 С 39/О 04 СО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ формаций. К примыкает к амере 2 непосредстве ера 5 отпора значите о но диаметра с поршнем 6 татра. В камере 2 коаксиал больше же диа гоо 8.1 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1048 116, кл. Е 2 1 С 39/00, 1982.(57) Изобретение относится к техникеиспытаний деформационно-прочностныхсвойств горных пород в жестком режиме нагружения. целью изобретения является упрощение конструкции и снижение трудоемкости испытаний за счетопределения на одном испытуемом образце (ИО) горной породы семействадеформационно-прочностных характеристик. Стабилометр содержит корпус 1,в котором расположена испытательнаякамера 2. В ней размещен ИО 3 с датчиками 4 продольных и поперечных депо ее высоте установлены трубчатыевставки 7, а между ними и ИО 3 оставлен радиальный зазор 8. В корпусе1 предусмотрены выводы 9 датчиков 4.Камеры 2 и 5 заполнены рабочей жидкостью (РЖ) 10 и через гидромагистраль 11 соединены с манометром 12,регулирующим устройством 13 и вентилем 14. С помощью уплотнений 15 устраняются утечки РЖ. Контролируемоенагружение ИО 3 производят, выпускаядозированные порции РЖ из камеры 5вращением рукоятки устройства 13;При этом поршень 6 передает давление на ИО 3. Датчики 4 контролируютинтенсивность деформаций. Контрольза степенью нагружения ИО 3 производится по изменению показателя нагружения, Получив запредельные деформации, ИО 3 деформируется, Поршень 6,1269002 и тикальное. За счет этого ИО 3 немедследуя за вертикальными деформациямИО 3, встречает сопротивление РЖ вкамере 5, При этом увеличивается боковое давление на ИО 3 и снижается верленно выводится из режима самопроизвольного разрушения, 1 з.п, ф-лы,2 ил.Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания образпов горных пород в жестком режиме нагружения и определения их деформационнопрочностныхсвойств.Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение трудоемкости испытаний за счет определения на одном образце горной породы семейства деформационно-прочностных характеристик.На фиг, 1 показана схема стабилометра; на фиг. 2 - диаграмма испытания образца.Стабилометр содержит корпус 1, в котором расположена испытательная камера 2 для образца 3 горной породы, датчик 4 продольной и поперечной деформаций образца 3, дополнительную камеру 5, непосредственно примыкающую к испытательной камере 2 и имеющую значительно больший диаметр, поршень 6, установленный в дополнительной камере 5, и трубчатые вставки 7, установленные в испытательной камере 2 с зазором 8 относительно образца 3.В корпусе 1 выполнены каналы под выводы 9 датчиков 4 деформации. Обе камеры 2 и 5 заполнены рабочей жидкостью 10 и через гидромагистраль 11 соединены с манометром 12, регулирующим устройством 13 и вентилем 14. Устранение утечек достигается применением уплотнения 15. Для проведения испытаний применяется также пресс, регистрирующие и управляющие устройства (не показаны).Стабилометр работает следующим образом.Образец 3 изготавливают высотой, привьппающей высоту испытательной камеры 2 на величину ожидаемых верти" кальных смещений (обычно на 2-3 мм), устанавливают в камеру 2 датчики 4 деформации и трубчатые вставки 7 так, что зазор 8 больше или равен ожидае(1 =(Р- б) г - б = О / Бо - б(г) где Р - давление на поршень 6пресса, Па и Р =О/Б;- сила, развиваемая прессом, Н;Б - площадь поршня 6, и;б - боковое давление на образец 3 по показаниям манометра 12, Па;г - соотношение между площадьюпоршня 6 и площадью образца 3, г = Б/Б;Б, - площадь образца, м.Уменьшение бокового давления б,= 6 з приводит к резкому возрастанию заг 40 1мому поперечному перемещению в конце испытаний. Камеры 2 и 5 заливаютрабочей жидкостью 10 и закрываютпоршнем 6 без оставления воздуха.Стабилометр устанавливается на обычном прессе (не показан).Перед началом испытаний излишкирабочей жидкости 10 выпускают черезгидромагистраль 11 с помощью вентиля10 14, пока поршень 6 вплотную не подойдет к образцу 3, что контролируютпо датчику 4 вертикальных деформаций.Датчики давления и деформаций подсоединяют к регистрирующим и показы вающим приборам, а также, при необходимости, к микропроцессору с заданной программой испытаний. Вентиль 14закрывают, из регулирующего устройства 13 рабочая жидкость удалена.20 Стабилометр нагружают под прессомдавлением Р, при этом образец 3 оказывается под таким же гидростатическим сжатием. Контролируемого нагружение образца 3 производят, выпуская 25 дозированные порции жидкости из дополнительной камеры , вращением рукоятки регулирующего устройства 13.При этом поршень 6 постепеннопередает давление на образец 3, коЗ 0 торое определяют по формулеруженил образца из-за увеличения интенсивности напряжений б , которое с точностью до постоянной пропорционально максимальному касательному напряжениюб;= /8, - гб,Одновременно с помощью датчиков 4 деформаций контролируют интенсивность деформаций 1; , которая также порпорциональна максимальному сдвигу Р = =(1,- /2,Контроль за степенью нагружения образца производят по изменению показателя нагружения Н, равного производной Й бй интенсивности напряжений Г; по интенсивности деформаций 1; , что выполняется с помощью микропроцессора (или аналогового преобразователя) с выводом показаний на отсчетное устройство (не показаны). При этом оказывается возможным найти на диаграмме б-Е большинство ха" рактерных состояний горной породы под нагрузкой: предел 16 пропорциональности, предел 17 текучести, точки 18 запредельных деформаций (фиг. 2).При переходе образца 3 в область запредельных деформаций, когда его поведение неустойчиво,контролируемое его разрушение и деформирование производят таким же образом. При этом получив запредельные деформации, образец 3 деформируется, однако поршень 6, следуя за вертикальными деформациями образца 3, встречает сопротивление малосжимаемой рабочей жидкости в камере 5. Это приводит к одновременному увеличению бокового давления бг и снижению вертикального давления б, , т.е. к остановке неконтролируемого разрушения образца 3 и фиксации точки запредельного деформирования. Изменяя давление Р со стороны пресса перед каждым циклом испытаний, получают после точек 18 запредельного деформирования при различных компонентах объемного сжатия (фиг. 2). Производя обработку ре результатов испытаний одного образца 3 известными методами (например, с помощью палетки), строят запредельные кривые 19, соответствующие заданному значению минимального напряжения б . Испытания производят циклами разгрузки и нагрузки, меняя между циклами значение шарового тен Формула изобретения 50 1. Стабилометр, содержащий корпусс испытательной камерой для образца,дополнительную камеру, сообщенную сиспытательной камерой, поршень, дат 55 чики и регистрирующие приборы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения конструкции и снижезора напряжений путем изменения давления со стороны пресса Р. Таким жеобразом можно получить кривые предела пропорциональности и предела текучести при различном объемом сжатииобразца.Поскольку точность определениязапредельных кривых 19 предопределя, ется количеством экспериментальных 1 Оточек, полученных при испытаниях,необходимо стремиться к их увеличению. Для этого следует достигнутьмаксимальной жесткости стабилометра.Это обеспечивается путем увеличения 15соотношения ъ площадей поршня 6 иБ, образца 3, минимизации объемарабочей жидкости в стабилометре,уменьшения его высоты. Это достигается уменьшением высоты камеры 5, 20подготовкой высоты образца 3, снижением до минимума объема испытательной камеры 2, установкой трубчатыхвставок 7. Управление режимом испытаний образца в стабилометре заключается в изменении шарового тенэоранапряжений давлением Р пресса и вконтролируемом деформировании образца рукояткой регулирующего устройства 13 по значениям показателя нагружения Н = й Б;/о 1;, который принимаетотрицательное значения в области запредельного деформирования образца 3,а в точке предела текучести равеннулю. Возможны, по мере увеличения З 5 точности результатов испытаний, варианты построения программ испытанийпо производным показателям нагружения Н.Получение на одном образце целого 40 семейства запредельнх кривых приобъемном сжатии горных пород благодаря повышению жесткости стабилометра, а также простота конструкции иуправления значительно снижают трудоемкость испытаний, обеспечивают экономию кернового материала и уменьшают длительность проведения измерений.1269002 6 установлен в дополнительной камере и выполнен равным ей по диаметру. и оставитель тро Редактор Й. Ъобкова ректор М. Максимишине Техред Л.Сер Заказ 6027/45 Тираж 77сударственногизобретений ива, Ж, Рауш ПодписноеСР ВНИИХИ по де 113035, Мкомитета открытий кая наб,5 Производственно-полиграфическое предприятие,город, у оектная,ния трудоемкости испытаний эа счетопределения на одном образце горнойпороды семейства дефоруационно-прочностных характеристик, обе камерыразмещены в одном корпусе, при этомдополнительная камера расположена непосредственно над испытательной камерой и выполнена больше ее по диаметру и меньше по высоте, а поршень 2, Стабилометр пс п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он снабжен трубчатыми вставками, установленными коаксиально в испытательной камере и имеющими высоту, равную высоте этой камеры.