Стабилометр для испытания горных пород при трехмерном напряженном состоянии

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИК 19 Ш 4 С 013 3/1 1 С 39/00 г1 МИ.1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТАБИЛОМЕТР ДЛЯ ИСЩ 1 ТАНИЯ ГОРНЫХ ПРИ ТРЕХМЕРНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСра сичных и утр а в детельство СССРМ 3/12, 1965. тыре-4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОтнРытии ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный ордена Трудовогосного Знамени научно-исследователкий институт горной геомеханики имаркшейдерского дела(57) Изобретеиспытания разлпрочность. Целние точности ииспытаний какком режимах.пуса 1 выполнся в центре члостей (ЭП) 2 носится к области материалов на бретения - повыше ение трудоемкости тком, так и в мягнняя полость корвиде пересекающих- эллиптических по- разделены друг от1286935 друга раздвижными подвижными планками10, установленными в пазах 11 корпуса1, В каждой из ЭП 2 расположены двецилиндрические эластичные оболочки(ЭО) 8, Между ними расположены стержни 9. В корпусе 1 выполнены периферийные отверстия, которые соединеныпазами 11 с ЭП 2. В отверстиях расположены дополнительные ЭО 12. Планки10 с одной стороны контактируют с испытуемым образцом (ИО) 7, а с другой - с ЭО 12. Для испытаний ИО 7 Изобретение относится к техникеиспытаний материалов, в частности кустройствам для физико-механическихисследований образцов горных породпри сложном напряженном состоянии.Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости испытаний.На фиг.1 изображена схема стабилометра для испытания горных пород 10 при трехмерном напряженном состоянии; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Стабилометр содержит корпус 1, внутренняя полость которого выполнена в виде пересекающихся в центре четы рех эллиптических полостей 2, крышку 3 с шаровой опорой 4 и ступенчатый плунжер 5 с основанием 6, служащий для передачи осевого давления на образец 7. В каждой из эллиптических 20 полостей 2 расположены две цилиндрические эластичные оболочки 8. Измерительные стержни 9, служащие для измерения поперечных деформаций образца 7, расположены между каждой парой эластичных оболочек 8 и выходят за пределы корпуса по отверстиям, выполненным в теле корпуса 1. Эллиптические полости 2 разделены друг от друга подвижными разрезными планками 10,30 которые установлены в пазах 11 корпуса. Для уменьшения трения между планками 10 и стенками пазов .11 применены шариковые вкладыши, С одной стороны планки 10 контактируют с образцом 7, 35 с другой - с дополнительными эластичными оболочками 12, расположенными в периферийных цилиндрических отверстиустанавливают в ЭП 2, а корпус - напресс. С его помощью на ИО 7 создается осевое давление, Стержни 9 контактируют с ИО 7. Затем в полости ЭО 8и 12 нагнетается рабочая жидкость.Под ее давлением ЭО 8 и 12 заполняютЭП 2 и отверстия в корпусе 1 передаютдавление на боковую поверхность ИО 7.Осевым давлением ИО 7 доводят до разрушения. По выдвижению стержней 9 изкорпуса 1 определяют поперечные деформации ИО 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 2ях корпуса 1. Эластичные оболочки 8 и 12 закреплены на корпусе 1 с помощью штуцеров 13 и подсоединены к источникам гидравлического давления (не показаны). Вентиль 14 служит для выпуска малосжимаемой жидкости из полости 15 при жестком режиме нагружения. Осевое давление на образец 7 создается с помощью пресса (не показан). Эластичные оболочки 8, расположенные в противоположных эллиптических полостях 2, соединены друг с другом трубопроводами (не показаны). Каждая эластичная оболочка 12 соединена трубопроводами с парой эластичных оболочек 8, расположенных в ближайшей эллиптической полости 2 (ближайшая по часовой стрелке на фиг.2). Пружинные элементы 16 служат для предварительного прижима измерительных стержйей 9 к образцу 7Стабилометр работает следующим образомОбразец 7 горной породы устанавливается во внутреннюю полость 2 корпуса 1. Измерительные стержни 9 при этом выведены за пределы контакта их с образцом 7, После установки образца 7 на корпусе 1 стабилометра укрепляется крышка 3 с шаровой опорой 4 и стабилометр устанавливается на прессе. Нагрузкой от пресса на образец 7 передается давление, равное примерно 0,05-0,10 от прочности на одноосное сжатие (кран 14 при этом открыт). Пружинными элементами 16 осуществляется контакт измерительных стержней 9 с образцом 7. После этого во внутреннюю45 полость цилиндрических эластичных оболочек 8 и 12 от источников давления (насосов) нагнетается рабочая жидкость (например компрессорное мас-ло), Эластичные оболочки под давлени 5 ем жидкости заполняют эллиптические полости 2 (оболочки 8) и отверстия в корпусе (оболочки 12) и передают давление на боковую поверхность образца , После создания необходимого боко- О вого давления образец 7 нагружают осевым давлением от пресса до разрушенияПоперечные деформации образца 7 определяют по выдвижению из корпуса 1 измерительных стержней 9, соеди ненных с измерительным элементом (не показан), продольные - по индикатору (не показан) часового типа, укрепленному между основанием 6 и корпусом 1 стабилометра. 20 При проведении испытаний в "жестком" режиме полость 15 заполняется малосжимаемой жидкостью и кран 14 перекрывается, При нагружении стабилометра осевым давлением нагрузка на образец 7 регулируется путем постепенного, выпуска малосжимаемой жидкости из полости 15 через кран 14. Такой режим испытаний позволяет проводить испытания образцов пород за пределом прочности, При "мягких" испытаниях кран 14 открыт постоянно и мало- сжимаемая жидкость не оказывает сопротивления при деформировании образца 35 7 (образец при этом разрушается полностью при достижении осевой нагрузкой передельного значения). Таким образом, стабилометр позво ляет проводить испытания как в "жестком", так и в "мягком" режимах испытаний при трехмерном напряженном состоянии типа32 3%1 т фьй,=о, й,Фб,. При 6, =б давление жидкости во всех эластичных оболочках 8 и 12 одинаково. Приб Ф 6 одинаковое давление подается в эластичные оболочки, расположенные в противоположных эллиптических полостях.Изобретение позволяет проводить испытания на образцах цилиндрической формы и обеспечивает увеличение срока службы эластичных оболочек, так как исключается взаимодействие оболочек, находящихся под разными давлениями. Формула изобретения 1. Стабилометр для испытания горных пород при трехмерном напряженномсостоянии, содержащий корпус для размещения образца горной породы, стуенчатый плунжер для передачи осевогодавления на образец, эластичные оболочки для бокового нагружения образца,установленные в корпусе, и источникидавления среды, сообщенные с полостями оболочек, о т л и ч а ю .щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии снижения трудоемкости испытаний, онснабжен планками, установленными вкорпусе с возможностью перемещения врадиальных направлениях, дополнительными эластичными оболочками, контактирующими с противоположными относительно образца концами планок, и стержнями, расположенными между основнымиэластичными оболочками и предназначенными для измерения деформаций образца,при этом в корпусе выполнены пересекающиеся в центре эллиптические полостидля основных оболочек и периферийныеотверстия для дополнительных оболочек, соединенные пазами с эллиптическими полостями, а основные оболочкивыполнены цилиндрическими и разделеныпланками, .проходящими через пазы..2, Стабилометр по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что планки выполнены разрезными,1286935 оставитель В.Тальвойшехред Л.Сердюкова, Корректор М.Демчик Редактор Е.Копч Тираж 77 б ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 каэ 7704/41 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4