SU1283382A1 - Стабилометр дл испытаний горных пород за пределом прочности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и позвол ет снизить трудоемкость и сократить длительность испытаний при определении механических свойств образцов горных пород. Дл  этого ста- билометр снабжен замкнутой камерой 19, соединенной через вентиль (В) 11 с камерой 14 обратной св зи. Камера 19 через канал (К) 21 соединена с дополнительным цилиндром (Ц) 22 с поршнем 23 и штоком. Полость Ц 22 сообщена с атмосферой через наружное отверстие К 25, выполненное в поршне 23 и штоке Ц 22. При нагружении испытуемого образца 2 необходимую скорость его деформации устанавливают по индикатору -13 при вращении руко ти В 11. При этом малосжимаема  жидс

Description

С

2S

ю

00 Од

со

00 Nd

кость по к 20, камере 19 и К 21 пере- текает из камеры 14 в полость Ц 22. В качестве малосжимаемой жидкости используют вакуумированный глицерин. Объем жидкости в камере 14 уменьшаетс  . Это вызьшает перемещение поршн  7 относительно камеры 1 стабилометра. Образец 2 получает дополнительное на- гружение. По достижении предельной величины образец 2 начинает разрушатьс . Процессом разрушени  управл ют, регулиру  В 11 и поршнем 16 величину деформации образца 2. Перепуск жидкости из камеры 14 в полость Ц 22 при на- гружении и обратно при подготовке к испытанию следующего образца 2 и многократное использование жидкости ускор ет и упрощает процесс испытаний. 1 ил.

1

Изобретение относитс  к горному делу и предназнач ено дл  определени  механических свойств образцов горных пород при объемном напр женном состо нии до и за пределом проч- ности.

Цель изобретени  - снижение трудоемкости и сокращение длительности испытаний.

а чертеже показан стабилометр дл  испытаний горных пород за пределом прочности.

Стабилометр содержит рабочую камеру 1, в которую помещен испытуемый образец 2, с датчиками 3 и 4 прбдоль- ных и поперечных деформаций и датчиком 5 осевого давлени  (жестким динамометром ), цилиндр 6 с поршнем 7, крьшку 8, манометр 9, вентили 10 и 11, шаровую опору 12, индикатор 13 часового Ttma. Камеру 14 обратной св зи и демпфирующа  камера 15, закрепленна  на цилиндре 6, заполнены малосжимаемой жидкостью и соединены между собой каналом. Поршень 16 с ру- ко ткой 17 служат дл  обеспечени  циклов регулируемой разгрузки образ- уда 2. Уплотнени  18 служат дл  предотвращени  утечек рабочей жидкости и из камер стабилометра. Дополнительна  камера 19 соединена каналами 20 и 21 с камерой 14 обратной св зи и с полостью дополнительного цилиндра 22, в котором расположен поршень 23 с руко ткой 24. Полость дополнительного гдапиндра 22 св зана каналом 25 в поршне 23 с атмосферой. Наружное отверстие канала 25 снабжено запорным винтом 26. Электровводы 27 служат дл  соединени  датчиков с тензомет- / рической станцией (не показана).

Стабилометр работает следующим образом .

Стабилометр устанавливаетс  на прессе любой конструкции (не показан) обеспечивающем необходимую дл  испытаний величину осевого давлени  Р. Образец 2 с датчиками 3 и 4 устанавливаетс  .в камеру 1. Выводы от датчиков 3 и 4 и от динамометра 5 подсоедин ютс  к электровводам 27. Камера 1 закрываетс  крьшкой 8. Полость цилиндра 22 заполн етс  вакуумирован- ным глицерином через канал 25 в поршне 23 (винт 26 при этом открыт). После заполнени  полости пицерином винтом 26 перекрывают канал 25 и, враща  руко тку 24, поршнем 23 заполн ют глицерином камеру 14 обратной св зи и демпфирующую камеру 15 через каналы 20 и 21 (вентиль 11 при этом открыт ). Воздух из камер 14 и 15 удал етс  через специальный канал( не показан). После заполнени  камер 14 и 15 глицерином вентилем I1 перекрывают канал 20, винт 26 открывают и поршень 23 отвод т руко ткой 24 в верхнее положение. Начальное расположение образца 2 и поршн  7 перед испытанием должно быть таким, чтобы между образцом и динамометром 5 оставалс  зазор, поршень 16 - в среднем положении .

После этого на стабилометр передаетс  нагрузка Р от пресса, величина которой зависит от заранее намеченного режима испытаний. Нагрузка от пресса действует на шаровую опору 2, крьш1ку 8, камеру 1 , мапосжимаемую жидкость в камере 14 обратной св зи и поршень.7. Между верхним торцом образца 2 и жестким динамометром 5

при этом остаетс  зазор, т.е. на образец 2 при начальном нагружении ста билометра нагрузка не действует. Открыва  .вентиль I 1 , обеспечивающий выход несжимаемой жидкости, осущест- вл ют податливость стабилометра до момента, при котором часть нагрузки Р передаетс  на образец 2, и давление на образец 2 (0,01-0,05 от прочности породы на одноосное сжатие) фиксируетс  по показани м динамометра 5. Маслосжимаема  жидкость при этом перетекает из камеры 14 обратной св зи в камеру 19 и полость цилиндра 22 по каналам 20 и 21.

Вращением руко тки вентил  11 устанавливают с контролем по индикатору 13 необходимую скорость деформировани  образца 2 (малосжимаема  жидкость по каналу 20, камере 19 и каналу 21 продолжает перетекать из камеры 14 в полость цилиндра 22). Объем жидкости в камере 14 уменьшаетс , что вызывает перемещение поршн  7 относительно камеры 1, т.е. обеспечиваетс  дополнительное нагружение образца 2. Нагружение образца производ т либо непрерывно до разрушени , либо с промежуточными циклами регулируемой разгрузки (в последнем случае вращением руко тки 17 измен ют положение поршн  16 в камере 15 и обеспечивают циклы разгрузки-нагрузки на образец). Таким образом, при нагружении образца 2 происходит перераспределение нагрузки Р от пресса между нагруженными элемента ми стабилометра и образцом 2.

Когда нагрузка на об,разец 2 дости

гает предельной величины, образец 2 начинает разрушатьс .. Процессом разрушени  мржно управл ть, регулиру  вентилем 11 и поршнем I6 величину деформации образца 2 и обеспечива  полное снижение несущей спо-. собности образца 2 в запредельной области деформации.

При испытании пород в объемном напр женном состо нии на образец подаетс  от масл ного насоса (не показан ) боковое давление б через вентиль 10.

После окончани  испытани  снимают нагрузки Gj и Р, вынимают образец 2 из камеры 1. Закручивают винт 26, открывают полностью вентиль 11 и вращением руко тки 24 перевод т поршень

23 в цилиндре 22 в нижнее положение. При этом малосжимаема  жидкость из полости цилиндра 22 через каналы 20, 21 и камеру 19 перетекает в камеру 14 обратной св зи, заполн   ее перед испытанием следующего образца.

Дл  исключени  при серии испытаний контакта воздуха с малосжимаемой жидкостью и возможности растворени  воздуха в малосжимаемой жидкости с целью повьшгени  жесткости эле- - ментов стабилометра последовательность операций, описанную вьше, измен ют следующим образом.

При первоначальном заполнении ва- куумированной малосжимаемой жидкостью полости цилиндра 22 поршень 23 устанавливают в верхнее положение,

26 открывают полностью. После заполнени  полости цилиндра 22 и канала 26 малосжимаемой жидкостью винт 26 закрывают , перекрыва  канал 25 от атмосферы . Затем опускают поршень 23

и заполн ют малосжимаемой жидкостью камеру 19 и демпфирующую камеру 15. После заполнени  камер 15 и 19 закрывают вентиль 11 и перемещают поршень 23 в верхнее положение при закрытом

винте 26. В полости цилиндра 22 возникает разрежение, т.е. исключаетс  контакт малосжимаемой жидкости с воздухом при испытани х.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилометр дл  испытаний горных пород за пределом прочности, содержащий рабочую камеру дл  размещени  испытуемого образца, цилиндр с порш5

   0

   5

   нем, демпфирующую камеру, закрепленную на цилиндре, камеру обратной св зи, сообщенную каналом с демпфирующей камерой, и вентиль дл  выпуска жидкости из камеры обратной св зи, отличающийс , тем, что, с целью снижени  трудоемкости и сокращени  длительности испытаний, он снабжен дополнительной замкнутой камерой, соединенной через вентиль с камерой обратной св зи, и дополнительным цилиндром с поршнем и штоком, при зтом дополнительный цилиндр соединен каналом с дополнительной камерой, а в его поршне и штоке выполнено отвер-/ стие дп  сообщени  полости цилиндра с атмосферой.