SU1422092A1 - Установка дл испытани образцов горных пород при сложном напр женном состо нии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к физико- механическим испытани м горных пород, а именно к установкам дл  испытани  образцов горных пород при сложном (объемном) напр женном состо нии. Цель изобретени  - расширение функциональных 4 J , / 1 / возможностей установки путем обеспечени  возможности проведени  испытаний с регулируемым изменением объема образца - достигаетс  за счет осуществлени  непосредственного измерени  объемной деформации образца 2 при подключении тензоре- зисторов 6 и 7 тензометров продольных 3 и поперечных 4 деформаций к соседним плечам мостовой измерительной схемы 5. Кроме того, установка снабжена дополнительным фоторезистором 16 и сигнальным блоком 24 минимального объема образца. Установка позвол ет нагружать образец 2 осевой силой и боковым давлением в камере объемного сжати  1 и реализовать при этом следующие ре- жи.мы испытаний: нагружение с поддержанием минимального объема образца, нагружение с поддержанием посто нного объема образца и нагружение с изменением объема образца. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. & сл 4 to Ю о со 1чЭ

Description

/ ff 17 16 .1

i Изобретение относитс  к физико-механическим испытани м горных пород, в частности к установкам дл  испытани  образцов при сложном (объемном) напр женном состо нии.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей установки за счет осуществлени  непосредственного измерени  объемной деформации образца и управлени  нагружением в зависимости от изменени  объемной деформации, что позвол ет р еализовать новые режимы нагружени . На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - схема сигнального блока минимального объема образца.

Установка содержит камеру 1 объемного сжати , в которую помещаетс  испытуемый образец 2 горной породы с тензо- йетрами продольных 3 и поперечных 4 деформаций, мостовую измерительную схему $ с сопротивлени ми 6-10„гальванометром 11 и источником 12 питани . Гальванометр 11 имеет блок 13 автоматики со шкалой 14, на которой установлены управл ющий фоторезистор 15 и дополнительный фоторезистор 16. Участок 17 на щкале гальванометра соответствует нулевому положению светового луча гальванометра при сбалансированной мостовой схеме. Фоторезисторы 15 и 16 размещены на щкале 14 симметрично относительно нулевого положе- :ни  светового луча гальванометра. Фоторе- ;3истор 15 электрически соединен с элек- :тронно-релейным блоком 18 нагружени , со- : держащим реле 19 включени  источника 20 бокового давлени . Фоторезистор 16 электрически соединен с электронно-релейным блоком 21 балансировки, содержащим реле 22 включени  реверсивного электродвигател  23. Сигнальный блок 24 минималь-. ного объема образца состоит из индикаторной ламны 25, реле 26 включени  индикаторной лампы, цепей 27 и 28 питани , источников 29 и 30 питани , контактов 31 и 32 реле 26, контактов 33 реле 19 и контактов 34 реле 22.

В мостовой измерительной схеме 5 сопротивление 6 представл ет собой сопротивление тензорезисторов тензометра продольных деформаций 3, а сопротивление 7 - сопротивление тензорезисторов тензометра поперечных деформаций 4, причем чувствительность тензометров такова, что изменение сопротивлени  6 вдвое меньще изменени  сопротивлени  7 при одной и той же величине измер емой деформации.

Установка работает следующим образом.

Образец 2 с установленными на нем тензометрами 3 и 4 помещают в камеру 1 объемного сжати . Тензосопротивлени  тензометров подсоедин ют к мостовой измерительной схеме 5 и производ т ею балансировку с помощью переменного сопротивлени  10. При этом луч гальванометра 11 устанавливаетс  в средней части 17

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щкалы 14. Затем камеру 1 устанавливают на пресс (не показан) и прикладывают нагрузку. При этом возможны различные режимы испытаний.

При нагружении с поддержанием минимального объема образца в начале нагружени  к образцу .2 прикладываетс  только осева  нагрузка oi и объем его уменьшаетс . Гальванометр 11 фиксирует относительное уменьшение объема образца. Луч света от гальванометра перемещаетс  вправо по схеме (фиг. 1) и освещает фоторезистор 16, от которого срабатывает электронно-релейный блок 21 и включаетс  реле 22, которое своими контактами включает реверсивный электродвигатель 23. Вал электродвигател  23 механически св зан с осью переменного сопротивлени  10, с помощью которого балансируетс  мостова  схема, при этом луч гальванометра возвращаетс  в нулевое положение, реле 22 выключаетс  и реверсивный электродвигатель 23 останавливаетс .

После максимального уплотнени  образца начинаетс  разуплотнение породы, т. е. увеличение объема образца. Луч света гальванометра 11 при этом перемещаетс  по щкале 14 влево (фиг. 1) и освещает фоторезистор 15, срабатывает реле 19 блока 18, которое включает источник 20 бокового давлени . Боковое давление 02, воздейству  на образец, уменьшает его объем и луч гальванометра возвращаетс  в исходное положение. Реле 19 при этом выключаетс , источник бокового давлени  перестает работать . Таким образом, при любом значении осевой нагрузки за счет бокового давлени  автоматически устанавливаетс  минимальный объем образца, соответствующий данному напр женному состо нию.

Дл  надежной регистрации минимума объема (момента окончани  работы источника бокового давлени ) служит сигнальный блок 24 минимального объема образца . При включении реле 19 его контакты 33 (фиг. 2) подключают к источнику 30 питани  реле 26, которое в свою очередь своими контактами 31 подключает к источнику 29 питани  индикаторную лампу 25, одновременно контактами 32 блокиру  контакты 33 реле 19, в результате чего индикаторна  лампа 25 продолжает гореть после выключени  реле 19 (при возврате луча гальванометра в исходное положение). Лампа гаснет лищь при уменьшении объема образца (освещении лучом га-льванометра фоторезистора 16, когда включаетс  реле 22, которое размыкает цепь 28 питани  реле 26 своими контактами 34). Таким образом, включение индикаторной лампы свидетельствует, что при данном напр женном состо нии объем образца минимальный. Результаты испытаний представл ютс  в виде зависимоетей изменени  объема образца от величины осевых и боковых давлений при условии минимального объема образца дл  каждого напр женного состо ни .

При нагружении с поддержанием посто нного объема образца режим работы устанавливаетс  в положении, соответствующем началу увеличени  объема образца при одноосном сжатии. После этого выключают из работы фоторезистор 16, электронно-релейный блок 21, реле 22 и реверсивный электродвигатель 23. Далее этот объем образца поддерживаетс  автоматически .

При нагружении с заданным изменением осевой нагрузки и бокового давлени  отключаютс  фоторезисторы 15 и 16, а изменение объема фиксируетс  по шкале 14 гальванометра 11.

Использование изобретени  позвол ет получить характеристику горных пород: степень разрыхлени  (дилатапсии) пород в зависимости от напр женного состо ни , минимальный объем образца при любом напр женном состо нии, изменение объема образца в процессе его нагружени  с непосредственной регистрацией величины объемных деформаций.

Claims (3)

1. Установка дл  испытани  образцов горных пород при сложном напр женном состо нии, содержаща  камеру объемного сжати  образца, источники осевого и бокового давлени  на образец, тензометры продольных и поперечных деформаций с соответствующими тензорезисторами, мостовую измерительную схему, гальванометр со шкалой, подключенный к мостовой схеме , управл ющий фоторезистор, установленный на щкале гальванометра, электронно- релейный блок нагружени  с реле включени  источника бокового давлени , электрически св занный с управл ющим фоторезистором , реверсивный электродвигатель дл  балансировки мостовой схемы и электронно-релейный блок балансировки с реле

включени  реверсивного электродвигател , отличающа с  тем, что, с расширени  эксплуатационных возможностей установки путем обеспечени  возможности проведени  испытаний с регулируемым измене нием объема образца, она снабжена дополнительным фоторезисторо.м, электрически св занным с электронно-релейным блоком балансировки и размещенным на щкале гальванометра симметрично управл ющему фоторезистору относительно нуле5 вой отметки шкалы, а тензорезисторы продольных и поперечных деформаций подсоединены одновременно в два соседних плеча мостовой измерительной схемы.

2.Установка по п. I, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности

определени  минимального объема образца, она снабжена сигнальным блоком минимального объема образца, электрически св занным с реле включени  источника бокового давлени  и с реле включени  ре5 версивного электродвигател .

3.Установка по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что сигнальный блок минимального объема образца содержит индикаторную лампу и реле включени  индикаторной лампы с цеп ми их питани , цепь

0 питани  индикаторной лампы последовательно соединена с нормально разомкнутыми контактами реле включени  индикаторной лампы, цепь питани  реле включени  лампы последовательно соединена с нормально замкнутыми контактами реле вклю5 чени  реверсивного двигател  и с нормально разомкнутыми контактами реле включени  источника бокового давлени , параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты реле включени  индикаторной лампы.