Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано при определении деформационных и прочностных свойств горных пород на мес те их разработки. Известно устройство дл контактных испытаний горных пород состо ид из штампа, устанавливаемого под пресс, которым вдавливают штамп в поверхность горной породы 13. Однако это устройство имеет огра ниченную область применени и используетс только в лабораторных услови х, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к Предлагаемому вл етс устройство дл контактного испытани горной породы конструкции ВНИШ, включающее рабочий пуансон цилиндрической формы, установленный на гидродомкрате , соединенном маслоприводом через блок управлени с маслонасосом 2. Недостатком известного устройств вл етс однообразный вид напр женного состо ни , которое создают в породе во врем ее испытаний. Под пуансоном возникает сжатие породы,, сопровождающеес расширением в стороны . Свободный ненагруженный объем породы вокруг пуансона5.примыкающрй к поверхности, испытывает большие касательные напр жени ,в результа те которых он разрушаетс с характер ным выпучиванием. Одновременно с.вы пучиванием породы, окружающей пуансон , раздавливаетс защемленный стол бик породы под пуансоном, в результате чего образуетс характерна лунка контактного разрушени породы Таким образом, разрушение породы в никает всегда на ветви сжати , увеличени давлени пуансона. Поскольк форма и размер пуансона остаютс не изменнымИ5 механизм дефорьщровани и разрушени породы всегда идентич- ны . Это сужает возможности прибора и снижает эффективность исследований . Целью изобретени вл етс повышение точности определени параметр напр женного состо ни породы,, Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл контактного испытани горной породы, включающее рабочий пуансон цилиндрической формы установленньй на гидродомкрате, сое диненном с маслонасосом через блок А управлени с маслонасосом, снабжено дополнительнымпуансоном, вьшолненным коаксиально с основным и соединенным с независимым гидроприводом, при этом рабоча поверхность дополнительного пуансона выполнена конической . На фиг. 1 изображен гидродомкрат с пуансоном, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 и 4 составной пуансон, вид сбоку. Устройство дл контактного испытани горной породы состоит из гидродомкрата 1, в котором коаксиально установлены внутренний 2 и внешний 3пуансоны. Поршни 4 и 5 пуансонов 2 It 3 размещены в гидравлических камерах 6 и 7. Камеры 6 и 7 соедиHBHfai маслопроводами 8-11 через блок управлени (не показан) с маслонасосом (не показан), Дл надежной герметизации между внутренним 2 и внешним 3 пуансонами установлено подвижное уплотнение 12. Уплотнени 13 и t4 установлены также между внутренним пуансоном 2 и корпусом гидродомкрата 1 и между внешним пуансоном 3 и корпусом гидродомкрата 1 . Устройство работает следующим образом. При подаче масла через маслопровод 8 в гидравлическую камеру 6 давление действует на поршень 4 и вьщвигйет внутренний пуансон 2. При передвижении пуансона 2 поршень 4вытесн ет масло из камеры 6 через маслопровод 9 в блок управлени , измерйющий перемещение пуансона 2. При подаче масла через маслопровод 10 в камеру 7 давление воздейству на ,поршень 5 перемещает внешний пуансон 3. Величину перемещений измер ет блок управлени по объему масла, вытесненного через маслопровод 11. Извлечение застр вшего внутреннего пуансона 2 из породы производ т с помощью внешнего пуансона 3. Дл этого масло подают через маслопровода 10 и 9, Таким образомо необходимость во вспомогательном пуансоне отпадает. Внешний пуансон 3 позвол ет создавать различный уровень напр жений при испытании свойств породы внутренним пуансоном 2. Таким образом,; возникает возможность исследовани свойств породы контактным методом не только в режиме, близком к одноосному напр женному состо нию, но и в объемных состо ни х при любом уро не напр жений. Опыт работы с прибором МГД конструкции ВНИМИ показал, что диаметр лунки при разрушении по роды не превышает двух диаметров пу ансона, поэтому диаметр внешнего пу ансона 3 должен быть равен двум диа метрам внутреннего пуансона 2. Дл расширени возможностей устройства необходимо рабочую контактную поверхность пуансона 3 делать конусообразной. При наклоне образую щих конуса к центру пуагисока во вре м нагружени породы 15 внешним пуансоном 3 создаетс повышенный уровень боковых сжимающих напр жени в породе (фиг. 3). При наклоне обра зующих конуса в сторону периметра пуансона 3 (фиг. 4) в испытуемом об еме породы 15 возникают раст гиваю- още боковые напр жени . Степень изменени боковых напр жений регулируют углом наклона образующих конической рабочей -поверхности внешнего пуансона 3. Стендовые испытани модели предлагаемого коаксиального пуансона по казапи, что при проскальзывании раб чей поверхности внешнего пуансона относительно горной породы более полно используютс резервы конусности . Вдавливание конусного индентора через смазку, прокладки из полиэтилена фторопласта показали, что чем меньше коэффициент трени между индентором и породной поверхностью, тем больше удаетс изменить соотношение нормальных компонентов напр жени под рабочим индентором (при одинаковой конусности). Угол конусности зависит от модул упругости и прочности породы. Дл прочных хрупких упругих пород типа песчаников, имеющих модуль упругости пор дка 4д 50-100 ГПа, и прочность на сжатие свьопе 60-80 МПа, угол конусности целесообразно принимать не более 0,018 рад. Дл испытани слабых пластичных пород типа аргиллитов, имеющих модуль упругости 1-10 ГПа, прочность 20 50 Ша и обладающих рко выраженными пластическими свойствами угол конусности необходимо увеличить до 0,060 рад. При меньших углах в пластичных породах происходит нивелирование конусности внешнего ивдентора и снижение эффективности работы устройства . Дл св занных грунтов глин или размокших глинистых пород эффективные результаты достигаютс при весьма больших углах конусности пор дка 0,80 рад. Кроме того, предлагаемое устройство измер ет контактную прочность породы в зависимости от уровн сжимающих напр жений, результаты измерений показали, что с увеличением объемного обжати контактна прочность породы возрастает практически до бесконечности. Тогда, как известное устройство измер ет только контактную прочность на свободной от напр жений поверхности горной породы . За.счет возможности регулировани соотношени давлений внешнего и внутреннего пуансонов предлагаемое устройство используют при измерении коэффициента бокового распора, который вообще нельа измер ть при помощи известного устройства. Таким образом, указанные технические преимущества повышают возможности предлагаемого устройства, на 30-40% снижают трудоемкость испытаний механических свойств пород.
01482
-:.-. Фие.З :.......ff.fC.r......;.«. . ::;-r i /л:.--/ Фш.