Устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность

О П.И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1)987454(22) Заявлено 07,07,80 (21) 2953733/25-28с присоединением заявки Но -(23) Приоритет -Опубликовано 070183 Бюллетень М 1Дата опубликования описания 0701.83 11 М. Кл,з 0 01 Я 3/08 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ци.Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени:научно-исследовательский институт гидротехйикИ .имБ.Е,Веденеева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБРАЗЦОВ. ГОРНЫХ ПОРОД НА ПРОЧНОСТЬ Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении свойств горных пород в массивах, служащих .основанием крупных сооружений типа плотины ГЭС,Известно устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содержащее силовую раму, 10 механизм сжатия и два механизма растяжения, оси которых перпендикулярны друг другу, и концентраторы напражений, выполненные в виде жестких пластин, размещаемых на противопо ложных поверхностях испытуемого образца таким образом, что боковые их грани взаимодействуют между собой, и упругих пластин, установленных на жесткие пластины и взаимодействующих 20 с механизмами растяжения и сжатия 1). Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний на нем образцов горных пород, так как невозможно обеспечить равенство и постоянство сил трения между каж" . дым концентратором и образцом и одновременную передачу усилий растяжения на весь образец равномерно из-за непостоянства жесткости системы упругив пластнны-концентраторы напря.жений - обраЗец. Цель изобретения - повышение точности испытания.Цель достигается тем, что устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содержащее силовую раму, механизм сжа" тия и два механизма; растяжения,. оси которых перпендикулярны друг другу,и концентраторы напряжений, размещаемые на противоположных поверхностях испытуемого образца таким образом, что боковые грани концентраторов, расположенных на каждой из поверхнос тей образца, взаимодействуют между собой, снабжено установленными на механизме сжатия подпружиненными опорами с нагружающими шариками и узлами связи концентраторов напряжений между собой,размещенными на стенках :последних,каждяй иэ концентраторов выполнен в виде короба,на вйешней по" верхности которого у одного края и на внутренней его поверхностиу другого края выполнены Фаски, нагружающие шарики опор взаимодействуют с поверхностью фасок на внешней поверхности коробов, а крайние концентраторы сое 3 987454формула иэобрвтеккя Устройство для испытания монолитных образцов горных пород на прочность, содвржацее акловую раму, механизм сжатия к два механизма растяжения, оси которых пврпвндикулярны.друг другу, к кокцвктраторы напряжений, раэмвщавмыв.на противоположных повврхностях испытувмого образца таким образом, что боковыв грани концентраторов, расположенных ка каждой кз повврхноствй образца, вэаимодвйатвуют мвжду собой, о т л и ч а ю щ в е-, с я твм,что,с целью повышения точности испытания,оно снабжено уатановленкымк ка механизме сжатия подпружиненными опорами с нагружающими шариками к узлами связи концентраторов напряжений мвяду собой,размвщвнными ка стенках последних,каждый иэ концвнтратодинены с соответствующими механизмами растяжвния,На фнг.1 иэображвно предлагавмовустройство, вид сбоку 1 на Фиг.2 - тоже, вид сзврху; на фиг.3 - концентраторы напряжений, вид сбоку) нафиг.4 - то жв, вид сверху.Устройство содержит силовую раму1, механизм сжатия, на вврхней 2 инжней 3 плитах которого установленыоры 4 с нагружающими шариками 5 ипружинами 6, концентраторы напряже ний, выполненные в виде коробов 7 сфасками 8 на внвшней повврхности у одного их края и Фасками 9 на внутрвнней поверхности у другого края, узлы связи концвнтраторов между собой,выполненныв в виде тяг 10 с головкамк 11 и пружин 12 и раэмвщвнныв навсех стенках коробов 7, два механизма растяжения (не показаны), оси ко .торых пврпвндикулярны друг другу иоси механизма сжатия, и неподвижные13 н 14 и подвижныв 15 и 16 захватыэтих мвханизмов, Концвнтраторы напряжений установлены на дротивополож 25ных повврхностях испытуемого образца .таким образом, что боковыеграйй коробов 7,располагаемых на каждой из поверхностей образца,вэакмодвй.стзуют мвжду собой,нагружающив шарики З 95 установлены в Фасках 8 на внвшнвйповерхности каробов 7, а нвподвижныви подвижныв захваты 13-16 связаны скрайними концентраторами напряжвний.Устройство работавт следующим об" 35разом.На нижнюю плиту 3 мвханизма сжатияустанавливают опоры 4 с нагружающимкшариками 5 и концентраторы напряжений .таким образом, что шарики 5 располо- Щожены в фасках 8 на коробах 7. Устанавливают образец ." на фаски 9коробов 7, образующие оатрыв клинья.Затвм сверху на образцеразмещаютконцентраторы капряжвкик Фак; чтостенки коробов 7 лвжат в одних плоа"костях, и шарики 5, которые черезопоры 4 а пружинами 6 связаны а верхней плитой 2 мвхаккзма сжатия, Короба 7 связывают с нвподвижнйми захватами 13 и 14 и подвижными захватами15 и 16 мвхаккэмов растяжвкия, Включают механизм сжатия, которйй воздействуя на образвцстатическими кциклкчвсккми усилйямк, создает напротивоположных поверхностях образ"цасистему трещин, конфигурациякоторых соответствует конфигурациямкоробов 7. Далвв увеличивают статическую составляющую сжимакввго усилия до полного кокакта опор 4 с верх-эОнвй плктой, 2. Включают один иэ мвхинкзмов растяжвния, который через захфваты 13 и 15 создает в образцеусилиерастяжвнкя. Часть матвриала образца, лежащая под пврвым от 65 подвижного захвата 15 рядом коробов 7, нагружается полным усилием Г. Так как головки 11 тяг 10 нв воэдвйствуют на стенки коробов 7, материал разрывается по лкнни двйствия указанного первого ряда концвнтраторов, причвм плоскость отрыва перпвндккулярна линии действия силы Г . После отрыва от образца первого участка материала, шарикй 5 попадают между стенками коробов 7, пружины 12,сжимаются и растягквающвв усилие Г, червз первый ряд концвнтраторов и тяги 10 передается следующему ряду концентраоров и так далее до полного разрушвобразца . на участки, пврпендикулярные к ликии действия силы Г. Включают первый механизм растяжейия и включают второй механизм растяжения, который вызывает в образце растягивающую.силу , перпендикулярную линии действия силы Г . Под действием силы Р ряд коробов 7, ближайших к захвату 16, сдвигается . и отрывает от укаэанных колос образ" ца ., блоки, контур которых соответствует контуру короба 7. Пружины 12 следующих концвнтраторов сжимаются к чврвэ тяги 10 усилие Г нвредавтся на слвдующкй ряд коробов 7. Хаким образом ввсь образец ,. раздвляют на ряд блоков заданной формы и размеров. Зная усилия, нвобходимыв для раздела образца материала на блоки, можно судить о свойствах ма" териала образца. Изобретение поэволявтс высокой степенью точности проводить испытания монолитных образцов горных пород на прочность за счвт примвнвния концентраторов напряжений заданной Фор-. мы и послвдоватвльного разрушения на блоки иапытувмого монолита.роЬ выполнен в виде короба,на внемнеаповерхности которого у одного краяи на внутренней его поверхности у,другого края выполнены Фаскн, нагрулакщие шарики опор взаимодействуютс поверхностью Фасок на внешней поверхности коробов, а крайние концентраторы соединены .с соотзетствуюцнмимеханизмами растяаения.Источники информации,принятые ао внимание прн экспертизе1. авторское свидетельство СССУВ 600412, кл, Я 0114 3/00, 1976987454 акаэ 10283/29 Тирам 871 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москза, Ж, Раушская наб