Устройство для объемного сжатия образцов горных пород

(57 к горному сширение Устр-во ния образ е четырех ругои ствленную ния о СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Берон А.И. и др. Исследованипрочности и деформируемости горныхпород. М.: Наука, 1973, с. 113. 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕМНОГО СЖАТИЯРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД) Изобретение относитсяделу. Цель изобретения - рфункциональных возможностесодержит обойму для размещца 1 кубической формы в виджестко скрепленных одна снок 2, горизонтально устанподвижную плиту 3 для нагр 5 Н 4 Е 21 С 39/00 С 01 Н 3/ раэца 1 и пресс, связанный с горизонтальной плитой 3. Устр-во имеет дополнительную вертикально установленную плиту 4 для взаимодействия сосвободной гранью образца 1,гидроцилиндр 5 с поршнем и штоком 6, гидронасос 7 и регулируемый клапан 8 давления. Гидронасос 7 и клапан 8 сообщены с подпоршневой полостью гидроцилиндра 5. Последний прикреплен кобойме, а шток 6 - к плите 4. Устр-воимеет индикаторы 11 перемещения плит3 и 4 и датчик 12 давления. При активном нагружении образца происходитего сжатие по вертикальной оси Е ирасширение в сторону гидроцилиндра 5по оси Х, по оси У деформ:1 ция отсутствует. Перемещение плит 3 и 4 регистрируется индикаторами 11, давлениеобразца на стенки обоймы регистрируется датчиком 12, 3 ил.1 13702Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам дляобъемного сжатия образцов горных пород и определения их деформационныхи прочностных характеристик.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей,На фиг. 1 показано предлагаемоеустройство для объемного сжатия обраэцов горных пород; на фиг, 2 - то же,вид сверху; на фиг. 3 - то же, видсбоку,Устройство содержит обойму дляразмещения образца 1 горной породы 15кубической формы, выполненную в видечетырех жестко скрепленных одна сдругой стенок 2, горизонтально установленную подвижную плиту 3 для нагружения образца 1, дополнительнуювертикально установленную подвижнуюплиту 4, гидроцилиндр 5, корпус кото 1рого прикреплен к стенкам 2 обоймы,а шток 6 - к дополнительной плите 4,гидронасос 7 и регулируемый клапан 8 25давления, соединенные трубопроводом9 с подпоршневой полостью гидроцилиндра 5 и расширительным бачком 10,индикаторы 11 перемещения подвижныхплит 3 и 4, датчики 12 давления, уста-ЗОновленные на всех стенках 2 обоймы,и пресс (не показан), соединенныйс плитой 3,Устройство работает следующим образом.35Во внутреннюю полость обоймы, образуемую четырьмя неподвижным стенками2, помещают образец 1 породы кубической формы. Подводят к свободнымграням образца 1 подвижные плиты 3и 4. Контактные поверхности стеноки 2 и плит 3 и 4 заранее смазываютразогретым битумом, а зазоры междуобразцом 1 и контактными поверхностями заливают твердеющим цементнопесчаным составом. Устройство размещается между плитами пресса (не показан), который через плиту 3 создает вертикальное нагружение Р образца 1.50Регулятор клапана 8 устанавливаютна заданное в данном экснериментедавление Р , и гидранасосом 7 давление в гидроцилиндре 5 доводитсядо этой заданной величины. В зависимости от схемы нагружения образца 1возможен и такой вариант, когда давление Р является только пассивным,т.егидронасос 7 не используется.(2) где Р,ихР- усилие, развиваемое гидроцилиндром 5;- показание датчика 12 настенке 2, параллельной плиплите 4;усилие, развиваемое прессом;Р - показание датчика 12 на стен 2ке 2, параллельной плите 3.Деформациипо вертикальной оси и деформациипо горизонтальной замеряют индикатором 11. Напряжения по осям определяют повыражениямРбт ш (3)а (а+) где а - длина ребра образца,Р) 6 ------(5) По полученным значениям напряжений и деформаций получают величины модулей упругости и деформации, ко 412При активном нагружении образца 1 силой Р происходит его сжатие по вертикальной оси Е и расширение в сторону гидроцилиндра 5 по оси Х. По третьей оси У деформации отсутствуют.При этом плита 4 вместе со штоком 6 и поршнем гидроцилиндра 5 перемещается, вытесняя из гидроцилиндра 5 масло через клапан 8 и трубопровод 9 в расширительный бачок 10. Перемещение плит 3 и 4 регистрируется индикаторами 11, давление образца 1 на стенки 2 замеряется при помощи датчиков 12 давления.Для расчета напряжений, действующих на образец 1 породы, применяют вертикально действующую силу Р ,горизонтальную силу Р,рассчитанные исходя иэ сил Р и Р с учетом сил трения в обойме, а также силу Р, принимаемую по показаниям датчиков давления.Силы Р и Р определяются следующим образомРни+ РхР (1)х 2ФРпр + РРе2 1з1 эффициента Пуансона и другие характеристики испытываемой породы. По предельным значениям б и соответствующим им б строят паспорт прочности породы.Расширение функциональных возможностей достигается за счет обеспечения моделирования напряженно-деформационного процесса в массиве пород вблизи протяженного обнажения. При этом соблюдаются условия геометрического, динамического и кинематического подобия процессов в образце и в массиве за исключением масштабных факторов.Формула из обретенияУстройство для объемного сжатия образцов горных пород, содержащее3702414обойму для размещения образца кубической формы в виде четырех жесткоскрепленных одна с другой стенок,горизонтальную подвижную плиту длянагружения образца и пресс, связанный с горизонтальной плитой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных воэможно стей, оно снабжено дополнительнойвертикально установленной плитойдля взаимодействия со свободной гранью образца, гидроцилиндром с поршнем и штоком, гидронасосом и регули руемым клапаном давления, сообщенными с подпоршневой полостью гидроцилиндра, индикаторами перемещенияобеих плит и датчиками давлений, связанными со стенками обоймы, при этом 2 О корпус гидроцилиндра прикреплен кобойме, а шток - к дополнительнойплите.370241 7 Составитель В.ТальвойшТехред И.ХоданичКорректор А.Тяско Редактор Т.Парфенова Тираж 459 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5