SU1154464A1 - Apparatus for testing rock samples - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРШХ ПОРОД при всестороннем давлении, содержащее герметичньто камеру, размещенную в ней обжимную втулку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  диапазона измерени  и повьшени  точности, тензодатчики выполнены кольцевыми в виде однослойных катушек, перва  из которых предназначена дл  закреплени  на образце,- а втора  сатущка установлена в обжимной втулке концентрично и с зазором относительно первой катушки, устройство снабжено Измерительным штоком, установленным в осевом отверстии, выполненном в нагрузочном штоке, и св занным нижС ним концом с нагрузочным штоком, а верхним концом - с индикатором.A DEVICE FOR TESTING SAMPLES OF POTTED RIDES under comprehensive pressure, containing a hermetic chamber, a compression sleeve placed in it, a loading rod, an indicator of axial deformation and strain gauges of radial deformation of the sample, characterized in that, in order to increase the measuring range and increase the accuracy, strain gauges are annularly designed with ring gauges, which are designed to increase the measuring range and increase the accuracy of strain gauges to ring gauges, which are designed to increase the measuring range and increase the accuracy of the strain gauges to ring gauges, which are designed to increase the measuring range and increase the accuracy of strain gauges to ring gauges, in order to increase the measuring range and increase the accuracy of the strain gauges, which are annularly molded with ring gauges. as single-layer coils, the first of which is designed to be fixed on the sample, and the second one is mounted concentrically and with a gap in the compression sleeve in relation to the first coil, the device is equipped with a measuring rod mounted in an axial bore, made in the loading rod, and connected with its lower end with a loading rod, and the upper end with an indicator.

Description

Изобретение относитс  к технике горного дела, в частности к устройствам дл  испытани  образцов горных пород при воздействии высоких давлений ,The invention relates to mining engineering, in particular to devices for testing rock samples under high pressure,

Известна установка дл  деформировани  образцов горных пород, содержаща  матрицу, размещенную в ней свинцовую оболочку дл  образца, нагрузочный шток и индикаторы часового типа дл  измерени  осевой и радиальной деформации образца Cl .A known device for deforming rock specimens, containing a matrix, a lead sheath placed in it for the specimen, a loading rod, and clock-type indicators for measuring the axial and radial deformations of the specimen Cl.

Недостаток данной установки заклйчаетс  в том, что измерение радиальной деформации проводитс  только в двух взаимно перпендикул рных направлени х что в случае перекоса образца снижает точность измерений.The disadvantage of this setup lies in the fact that the measurement of radial deformation is carried out only in two mutually perpendicular directions, which in the case of a sample skew reduces the accuracy of measurements.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  испытани  образцов горных пород при всестороннем давлении, содержащее герметичную камеру, размещенную в ней обжимную втулку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца. Тензодатчики выполнены плоскими и наклеены на скобы, св занные с обжимной втулкой 23.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a device for testing rock samples at all-round pressure, containing a sealed chamber, a compression sleeve housed in it, a loading rod, an indicator of axial deformation and strain gauges of radial deformation of the sample. Strain gauges are flat and glued to the staples associated with crimp sleeve 23.

Недостатками известного устройства  вл ютс  ограниченность диапазона и недостаточна  точность измерени  радиальной деформации, обусловленные соответственно ограниченными деформативными свойствами тензодатчиков и отсутствием средств, позвол ющих учитывать при измерений перекосы образца , а также неточность измерени  осевой нагрузки вследствие собственной деформации нагрузочного штока,The disadvantages of the known device are the limited range and insufficient accuracy of measuring radial deformation, due respectively to the limited deformative properties of strain gauges and the lack of means to take into account when measuring the sample distortions, as well as the inaccuracy of measuring axial load due to the deformation of the load rod,

Цель изобретени  - увеличение диапазона измерени  и повышение точности , The purpose of the invention is to increase the measurement range and increase accuracy,

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  испытани  образцов горньгк пород при всестороннем давлении, содержащем герметичную камеру , размещенную в ней обжимную втуку , нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца, тензодатчики выполнены кольцевыми в виде одкослойньгх катушек, перва  из которых предназначена дл  закреплени  на образце, а втора  катушка установлен в обжимной втулке концентрично и с зазором относительно первой катушки, устройство снабжено измерительным штоком, установленным в осевом отверстии , выполненном в нагрузочном штоке и св занным нижним концом с нагруэочным штоком, а верхним - с индикатором,This goal is achieved by the fact that in a device for testing specimens of mined rocks at all-round pressure, containing a sealed chamber, a crimp bushing placed in it, a loading rod, an indicator of axial deformation and strain gauges of radial deformation of the sample, the strain gauges are made annular in the form of single-layer coils, the first of which it is designed to be mounted on the sample, and the second coil is mounted concentrically in the compression sleeve and with a gap relative to the first coil, the device is equipped with a measuring rod, mounted in an axial bore, made in the loading rod and connected to the lower end with a loading rod, and the upper end with an indicator,

. На фиг, 1 показано устройство дл  испытани  образцов горных пород; на фиг, 2 - график зависимости относи4V .. Fig. 1 shows a device for testing rock samples; FIG. 2 is a plot of relative 4V.

тельной объемной деформации (--) отbody volumetric strain (-) from

нагрузки, полученный при последовательной работе двух кольцевых тензодатчиков .loads obtained by sequential operation of two ring strain gauges.

Устройство содержит герметичнуюThe device contains a sealed

5 камеру 1, на выступ 2 которой устанавливаетс  образец 3, размещенный в камере 1 поршень 4, ограничивающий Гюлость 5, служащ по дл  подачи среды под давлением, резинойую обжимную5 a chamber 1, on the protrusion 2 of which a sample 3 is installed; a piston 4 placed in the chamber 1, bounding Gulost 5, serving to supply a pressurized medium, a rubber crimp

5 втулку 6, размещенную в камере 1, кольцевые тензодатчики 7 и 8, вьтолненные в .виде однослойных катушек, причем тензодатчик 7 закрепл етс  на образце 3, а тензодатчик 8 установлен концентрично и с зазором относительно тензодатчика 7 на каркасе 9 из фольги, нагрузочный щток 10, измерительньй шток И, установленный в осевом отверстии нагрузочного гатока 10 и жестко св занный с ним нижним .концом, индикатор 12 часового типа, корпус, которого планкой 13 св зан с измерительным штоком 11, а шток 14 контактирует с торцом камеры t ,и крышку5 a sleeve 6 placed in the chamber 1, annular strain gauges 7 and 8, made in the form of single-layer coils, the strain gauge 7 being fixed on sample 3, and the strain gauge 8 mounted concentrically and with a gap relative to the strain gauge 7 on the foil frame 9, a load brush 10, measuring rod I, mounted in the axial hole of the load gatok 10 and rigidly connected with it by the lower end, 12-hour indicator, housing with bar 13 connected to the measuring rod 11, and rod 14 in contact with the chamber end t, and cover

5 15,закрепленную на камере 1 посредством крепежных элементов 16, служащих дл  предварительного сжати  втулки 6, Проводники - выводы 17 тензодатчиков 7 и 8 укладываютс  с напуском дл 5 to 15 fixed to the chamber 1 by means of fasteners 16, which serve to pre-compress the sleeve 6; the conductors - the terminals 17 of the strain gauges 7 and 8 are laid with an overlap for

предохранени  от обрыва между торцами втулки 6 и резинового кольца 18 и далее вывод тс  через отверстие в образующей камеры 1,protection from breakage between the ends of the sleeve 6 and the rubber ring 18 and further out through the opening in the generator of the chamber 1,

Устройство работает следуюрхимThe device works as follows

образом. in a way.

После предварительного сжати  резиновой втулки 6 в полость 5 подают жидкость под давлением. При этом поршень 4 сжимает втулку 6, котора  обжимает боковую поверхность образца 3, и прижимает к ней складывающийс  гармошкой намотанный на каркас 9 кольцевой тензодатчик 8, К штоку 10 прикладываетс  усилие, деформирующее образец 3 в осевом направлении . Благодар  тому, что измерительный шток 11 разгружен, егоAfter pre-compression of the rubber sleeve 6, pressurized fluid is introduced into the cavity 5. In this case, the piston 4 compresses the sleeve 6, which presses the lateral surface of the sample 3, and presses the folding strain gauge 8 wound on the frame 9 and presses the fold-out strain gauge 8 wound to the stem 10, deforming the sample 3 in the axial direction. Thanks to the fact that the measuring rod 11 is unloaded, its

перемещение, измер емое индикатором 31154464 12, равно величине осевой деформации образца 3. Радиальна  деформаци  вначале измер етс  кольцевым тензодатчиком 7, а показани  тензодатчика 8 в этот период (нижн ;  часть графи- j ка фиг. 2) в расчет не принимаютс . К моменту разрушени  тензодатчика 7 при значительной радиальной деформации образца 3 сопротивление тензодатчика 8 достигает своего номиналь- 10 кого значени  и он начинает давать правильные показани . Обща  относи .тельна  деформаци  измер етс  двум  , тензодатчиками и достигает 0,12-0,15. Изменение диаметра цилиндрического, образца определ ют из соотношени  где опр вер ни  тр  ЛС :.&S - приращение диаметра; йК - приращение сопротивлени  тензодатчика} Ч, - удельное сопротивление провода катушки теизодатчика; , п - количество витков тензодатчика . зобретение позвол ет более точно дел ть структуру материалов, подшихс  воздействий высокого давле (например, прйвзрыве или землеении ) .The movement measured by indicator 31154464 12 is equal to the magnitude of the axial deformation of sample 3. Radial deformation is first measured by a ring strain gauge 7, and the strain gauge 8 during this period (bottom; part of the graph in Figure 2) is not taken into account. By the time of the destruction of the strain gauge 7 with significant radial deformation of the sample 3, the resistance of the strain gauge 8 reaches its nominal value of 10 and it begins to give correct readings. The overall relative strain is measured by two strain gauges and reaches 0.12-0.15. The change in the diameter of a cylindrical sample is determined from the relation where the definition of the LS:. &Amp; S is the diameter increment; RK is the increment of the resistance of the strain gauge} H, is the resistivity of the coil wire of the teizodotchik; , p - the number of turns of the strain gauge. The invention makes it possible to more accurately structure the materials subjected to high pressures (e.g., when exploded or ground-hit).

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД при всестд- роннем давлении, содержащее герметичную камеру, размещенную в ней обжимную втулку, нагрузочный шток, индикатор осевой деформации и тензодатчики радиальной деформации образца, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона измерения и повышения точности, тензодатчики выполнены кольцевыми в виде однослойных катушек, первая из которых предназначена для закрепления на образце,- а вторая «катушка установлена в обжимной втулке концен трично и с зазором относительно первой катушки, устройство снабжено измерительным штоком, установленным в осевом отверстии, выполненном в нагрузочном штоке, и связанным нижним концом с нагрузочным штоком, а верхним концом - с индикатором.DEVICE FOR TESTING ROCK SAMPLES at all-round pressure, containing a sealed chamber, a crimping sleeve placed therein, a loading rod, an axial strain indicator and radial strain gauges of the sample, characterized in that, in order to increase the measurement range and improve accuracy, the strain gauges are made ring in the form of single-layer coils, the first of which is designed to be mounted on the sample, and the second “coil is installed in the crimp sleeve concentrically and with a gap relative to the first coil ki, the device is equipped with a measuring rod installed in the axial hole made in the load rod, and the associated lower end with the load rod, and the upper end with the indicator. SU _(Ю 1154464SU _(U 1154464 Фиг. fFIG. f