СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГООБМЕНА В БЛОЧНЫХ МАССИВАХ ГОРНЫХ ПОРОД
TEST BENCH FOR INVESTIGATING ENERGY EXCHANGE IN BLOCK ROCK MASSES

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности, горных пород, при исследовании энергообмена в блочных массивах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.
Известен стенд для исследования энергообмена в блочных массивах горных пород (патент РФ №1448239, кл. G01N 3/10//Е21С 39/00, 1988), содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца, домкрат для перемещения захвата для образца, захват для контробразца и домкрат для перемещения захвата для образца, захват для контробразца и домкрат для перемещения захвата для контробразца перпендикулярно направлению перемещения захвата для образца.
Недостаток стенда также состоит в отсутствии возможности исследовать энергообмен как на двух, так и на трех блоках с возможностью изменения числа участвующих блоков в ходе эксперимента. Исследования возможны только с участием двух взаимодействующих блоков, что ограничивает функциональные возможности стендов данного типа.
Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей стенда путем обеспечения испытаний при взаимодействии как двух, так и трех блоков с изменением количества взаимодействующих блоков в ходе эксперимента.
Технический результат достигается тем, что стенд для исследования энергообмена в блочных массивах горных пород, содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца, домкрат для перемещения захвата для образца, захват для контробразца и домкрат для перемещения захвата для контробразца перпендикулярно направлению перемещения захвата для образца, согласно изобретению, он снабжен вторым захватом для второго образца и домкратом для перемещения второго захвата для образца вдоль направления перемещения захвата для контробразца, при этом захваты для образцов выполнены с обеспечением приложения нагрузки к торцевым поверхностям соответствующих образцов, обращенным к захвату для контробразца, а захват для контробразца выполнен с обеспечением приложения нагрузок к торцевой и боковой поверхностям контробразца, обращенным к соответствующим захватам для образцов.
На рис. 1 представлена схема стенда.
Стенд для исследования энергообмена в блочных массивах горных пород содержит опорную раму 1, размещенные в ней захват 2 для образца 3, домкрат 4 для перемещения захвата 2 для образца 3 по направлению А, захват 5 для контробразца 6 и домкрат 7 для перемещения захвата 5 для контробразца 6 вдоль направления Б и перпендикулярно направлению А перемещения захвата 2 для образца 3.
Стенд снабжен вторым захватом 8 для второго образца 9 и домкратом 10 для перемещения второго захвата 8 для образца 9 вдоль направления Б перемещения захвата 5 для контробразца 6. Захваты 2, 8 для образцов 3, 9 выполнены с обеспечением приложения нагрузки к торцевым поверхностям соответствующих образцов, обращенным к захвату 5 для контробразца. Захват 5 для контробразца 6 выполнен с обеспечением приложения нагрузок к торцевой и боковой поверхностям контробразца 6, обращенным к соответствующим захватам 2, 8 для образцов 3, 9.
Домкраты 4, 7, 10 могут быть гидравлическими и работать от насосных станций (не показаны).
Стенд работает следующим образом.
Домкратом 4 перемещают захват 2 вдоль направления А и поджимают образец 3 к боковой поверхности контробразца 6 с заданным усилием. Домкратом 10 перемещают захват 8 вдоль направления Б и устанавливают захват 8 в положение, при котором расстояние между торцевыми поверхностями образца 9 и контробразца 6 равно заданному. Домкратом 7 создают сдвигающую нагрузку на захвате 5 до величины, при которой контробразец 6 смещается относительно образца 3 и создает осевую нагрузку на образце 9. Параметры энергообмена - диаграммы изменения осевых и сдвигающей нагрузок, деформации образцов и контробразца, диаграммы перемещения образцов и контробразца, акустические, тепловые и другие эффекты, сопровождающие энергообмен, регистрируются соответствующей типовой аппаратурой (не показана на рис. 1). Следующие эксперименты проводят при изменении расстояния между образцами 6, 9, при другой комбинации материалов образцов и т.п. Для исследования энергообмена между двумя блоками домкратом 10 смещают захват 8 и образец 9 вдоль направления Б в положение, при котором контакт контробразца 6 и образца 9 неосуществим. Чередование режимов энергообмена между двумя и тремя образцами-блоками задается и меняется в ходе эксперимента в соответствии с задачами исследований.
Стенд обеспечивает исследования энергообмена при подвижках в блочных массивах горных пород в новых условиях - при взаимодействии как двух, так и трех блоков с изменением количества взаимодействующих блоков в ходе эксперимента, что существенно расширяет функциональные возможности стендов данного назначения.