RU1820349C - Устройство дл измерени деформаций массива горных пород - Google Patents

Abstract

Использование: в геомеханике при измерении напр женного состо ни  массива пород. Сущность изобретени : устройство включает жесткий шарообразный каркас, заключенный в упругие оболочки. Между оболочками на продолжении пространственных осей каркаса расположены датчики давлени . Устройство позвол ет получать информацию по пространственному распределению деформации массива. Кроме того, оно обеспечивает расширенный диапазон измерени  за счет наличи  упругих оболочек. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к геомеханике и может быть использовано при измерении напр женного состо ни  массива пород.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции при одновременном расширении диапазона измерений.

Устройство, разрез, схематично показано на чертеже.

Устройство имеет шарообразный каркас из малосжимаемого материала, например чугуна или металлокерамики. Каркас 1 размещен внутри концентрически расположенных внутренней и внешней оболочек 2,3 из упругого материала, например рези, ны. Внешн   оболочка дл  удобства монтажа выполнена составной из двух полусфер, которые при монтаже закрепл ютс  на внутренней оболочке 2 при помощи кольцевого зажима 4. Между оболочками 2 и 3 размещены датчики 5 давлени ,, например пьезодатчики, составл ющие три пары, причем кажда  пара датчиков расположена на продолжении пространственных осей  дра

1. Датчик 5 с регистратором (не показан) соединен посредством кабел  6.

Устройство работает следующим образом .

В горном массиве бур т шпур , на дне которого размещают устройство (при сохранении пространственной ориентации осей последнего). После этого шпур заливают раствором нерасшир ющегос  или слаборасшир ющегос  при твердении цемента. Благодар  шарообразной форме устройства сохран етс  его изотропи  относительно измер емых параметров напр женного состо ни  горного массива. Наличие жесткого  дра-каркаса 1 преп тствует по влению необратимых деформаций, которые могли бы изменить исходную форму устройства, и обеспечивает независимость поведени  датчиков 5 по пространственным ос м. Внешн   оболочка 3 предохран ет датчики 5 от повреждени  и создает противовес горному давлению. Аналогичные функции выполн ет внутренн   оболочка 2, создающа 

&

СО

ю о со

4

ю

упругий противовес между каркасом 1 и датчиком 5. Расположение датчиков 5 между оболочками 2 и 3 обеспечивает независимость регистрации ими всех трех компонентов пространственного напр женного состо ни  горного массива.

Упрощение конструкции устройства достигаетс  за счет того, что оно не содержит таких элементов, как мембрана, пружины, жидкие или газообразные рабочие тела. Конструкци  весьма компактна, по форме это идеальное геометрическое тело. Все это в совокупности резко повышает надежность устройства.. ,

Практический и существенный дл  решаемой задачи вывод вытекает из уравнени  общего модул  Юнга дл  трехслойной среды: подбира  соответствующим образом упругие материалы внешней и внутренней

оболочек, датчиком, рассчитанным, например , на интервал давлений 0,1-1 МПа, можно измер ть напр жени  пор дка 10-100 МПа, т.е. предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение диапазона измерений.

Ф о р м у л а и з м е р е н и и Устройство дл  измерени  деформаций массива горных пород/включающее шарообразный каркас, преобразователи и соединенные с ними регистраторы, отличаю- щ е вс  тем. что, с целью упрощени  конструкции при одновременном расширении диапазона измерений, шарообразный

каркас выполнен жестким и размещен внутри концентрически расположенных упругих оболочек, а преобразователи выполнены в виде датчиков давлени , размещенных между внутренней и внешней оболочками.

4