SU1411469A1 - Установка дл испытани образцов горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и предназначено дл  испытани  горных пород на прочность при сложных напр женных состо ни х. Цель изобретени  - приближение условий испытаний к реальным путем нагруже- ни  образца неравномерно распреде

Description

-К

5-/

(Л

.и

Од СО

ленными по его длине осевой и боковой нагрузками. Дл  этого установка имеет дополнительные сильфоны (С) У, ив, размещенные соосно в испытательной камере 2 и частично заполненные жидкостью, и захваты 9 дл  закреплени  на боковой поверхности образцов 3 горных пород, вьшолненные в виде втулок 10 с буртами 11, одна из которых соединена с опорным вкладьшем 5. В торцах С 7 и 8 выполнены отверсти  под втулки 10, Бурты 11 размещены в полост х С 7 и 8, число которых.

их жесткость, длина каждого С 7 и 8, рассто ние ,между ними и уровень заполнени  жидкостью определ ютс  заданным распределением нагрузок по длине образца. Боковые нагрузки на образец 3 завис т от жесткоёти С 7 и 8 и уровней их заполнени . Чем ци- же жесткость С 7 и 8 и вьппе уровни их заполнени , тем выше величина бокового давлени  на образец 3. Наблюдение за поведением образца 3 под нагрузкой ведут через отверстие во вкладьше 5. 1 ил.

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  испытани  образцов горных пород на прочность при сложных напр женных состо ни х.

Цель изобретени  - приближение условий испытаний к реальным путем нагружени  образца неравномерно распределенными по его длине осевой и боковой нагрузками.

На чертеже показана схема установки дл  испытани  образцов горных пород.

Установка содержит цилиндрический корпус 1, размещенную в нем соосно испытательную камеру 2 дл  образца 3 горной породы, заполненную жидкостью и имеющую боковую поверхность в виде сильфона 4, опорный вкладьпп 5, размещенный в осевом отверстии торца 6 камеры 2,.дополнительные сильфоны 7 и 8, размещенные соосно в камере 2 и частично заполненные жидкостью , захваты 9 дл  закреплени  на боковой поверхности образца 3, выполненные в виде втулок 10 с буртами 11, и нагружающее приспособление, св занное с торцами 6 и 12 камеры 2.

В торцах 13 дополнительных силь- фонов 7 и 8 выполнены отверсти  под втулки 10, бурты 11 которых размещены в полост х дополнительных сильфо- нов 7 и 8 и взаимодействуют с торцами 13 последних, причем одна из втулок 10 соединена с опорным вкладышем 5. Лл  заполнени  полостей сильфонов 7 и 8 жидкостью в них выполнены отверсти  14 с пробками. Число дополнительных сильфонов, их

жесткость, длина каждого дополнительного сильфона, рассто ни  между ними и уровень заполнени  жидкостью определ ютс  заданным распределением нагрузок по длине образца 3.

Нагружающее приспособление выполнено в виде винтов 15, установленных на корпусе 1 и взаимодействующих с торцом 6 камеры 2, и кулачка 16

с приводом 17 вращени , взаимодействующего с торцом 12 камеры 2, что обеспечивает циклический характер нагружени  образца 3. При ином характере нагружени  вместо кулачка 16

может использоватьс  винтовой или гидравлический пресс.

Установка содержит также средство 18, например буровую штангу, дл  исследовани  свойств образца 3, размещенного в изолирующем покрытии 19.

Установка работает следующим образом.

Вращением винтов 15 деформируют сильфон 4 камеры 2 и создают в ней гидростатическое давление жидкости. Под действием этого давлени  происходит обжатие образца 3 и деформирование дополнительных сильфонов 7 и 8, которые сжимаютс  в осевом

направлении а их торцы 13 взаимодействуют с буртами 11 захватов 9 и стрем тс  Переместить их попарно один навстречу другому. В результате на участках образца 3, перекрываемых

дополнительными сильфонами 7 и 8, возникают дополнительные осевые нагрузки ,накладывающиес  на осевую нагрузку , созданную давлением жидкости

3

на открытый торец образца 3. Одновременно деформаци  сильфонов 7 и 8 ,приводит к сжатию расположенной в них жидкости и к возникновению боковой нагрузки на образце 3 на участках , расположенных внутри сильфонов 7 и 8 ме зду захватами 9. Эти боковые нагрузки также отличаютс  от усили  гидрообжати  на открытых участках образца 3 и завис т от жесткости сильфонов 7 и 8 и от урбвней их заполнени : чем ниже жесткость сильфонов 7 и 8 и выше уровни их заполнени , тем выше величина бокового давлени  на образце 3 на данном участке. Добившись необходимого нижнего уровн  нагрузок на образце 3, включают привод 17 и привод т в действие кулачок 16 нагружающего приспособлени . Циклическое осевое деформирование сильфона А приводит к циклическому изменению давлени  в заполн ющей его жидкости и к цикли ческому изменению уровней нагрузок на участках образца 3. Наблюдение за поведением образца 3 горной породы под нагрузкой ведут через отверстие в опорном вкладыше 5 С помощью приспособлений 18 ведут обработку породы в соответствии с задачей испытаний и с операци ми, выполн емыми в забое, например ведут бурение отверстий в породе. Дл  регулировани  нижнего уровн  нагрузок пользуютс  винтами 15,

Дл  имитации отжима породы в сторону выработанного пространства медленно вращают кулачок 16 в направлении повьшени  давлени  в камере 2 и одновременно вращают винты 15 с такой скоростью, чтобы скорость перемещени  нижнего 12 и верхнего 6 торцов камеры 2 были равны. Образец 3 в этом случае перемещаетс  в нап- .равлении приспособлени  18 без изменени  своего напр женно-деформированного состо ни . Если кулачок 16 вращают с большей скоростью и торец 12 перемещаетс  быстрее торца 6, имитируютс  услови  отжима с нарастанием уровней нагрузок, а при боле медленном вращении кулачка 16 и мен шей скорости перемещени  торца 12 по сравнению с торцом 6 имитируют отжим с падением уровней нагрузок,

ВНИгага Заказ 3635/31

11469

Изобретение позвол ет имитировать в процессе испытаний услови , близ- )кие к реальным услови м забоев гор ной выработки при нагружении неоднородного горного массива. Число участков с различными нагрузками, рассто ние ме щу ними, их прот женность и соотношение нагрузок на

10 этих участках подбираютс  в соответ- твии с реальными услови ми и могут измен тьс  в широких пределах. . Возможно также исследовать услови  взаимодействи  различных рабочих

15 органов с образцом породы, имитирующим горный массив сложной конструкции с высокой степенью неоднородности .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  испытани  образцов горных пород, содержаща  цилиндрический корпус, размещенную в нем соосно испытательную камеру дл  образца , заполненную лсидкостью и имеющую боковую поверхность в виде сильфона, на,гружак цее приспособление , св занное с торцами камеры, -и опорный вкладьш, размещенный в оСе- вом отверстии одного из торцов камеры , отличающа с  тем, что, с целью приближени  условий испытаний к реальным путем нагруже- ни  образца неравномерно распределенными по его длине осевой и боковой нагрузками, она снабжена допол-, нительными сильфонами, размещенными соосно в испытательной камере и частично заполненными жидкостью, и захватами дл  закреплени  на бо-, ковой поверхности образца, выполненными в виде втулок с буртами, одна из которых соединена с опорным вкладышем, при этом в торцах дополнительных сильфонов выполнены отверсти  под втулки, бурты втулок размещены в полост х дополнительных сильфонов, а число дополнительных сильфонов, их жесткость, длина каждого дополнительного сильфона, рассто ни  между ними и уровень заполнени  жидкостью определ ютс  заданным распределением нагрузок по длине образца.

   Тираж 459 Подписное