优秀研究生学位论文题录展示

3GPa熔融盐固体介质高温高压实验容器的压力标定

专 业: 固体地球物理学
关键词: 熔融盐 固体介质 高温高压 压力标定
分类号: P313
形 态: 共 66 页 约 43,230 个字 约 2.068 M内容
阅 读: 全文阅读说明

内容摘要


本文介绍了3GPa熔融盐固体介质高温高压实验系统的构成,控制和数据采集等系统软件的开发,压力标定方法和初步实验,最后讨论了利用该系统可以开展的实验研究方向,根据经验方法计算了辉长岩的流变参数,并与实验结果进行了比较。

新的岩石力学实验装置主要有高实验围压、高实验温度、熔融盐类传压介质、差应力加载、高精度的位移和应力传感器、高性能控制和实验数据采集软件等特点。

与国内其它类似的实验设备相比,本实验系统在硬件方面进行了大量改进,最主要的改进有:

高性能的上置式轴压和围压油缸,全部采用伺服控制;采用多个高精度的位移传感器、压力传感器和数字板卡:

采用了熔融的氯化盐类的混合物作为传压介质;高强度压力容器和新的装样方式;采用气垫作为压力容器进出动力装置,取代轨道和手工搬运方式。

计算机软件犹如压机的大脑,控制着压机的正常运行和负责采集高质量的实验数据。

该设备的软件在多方面进行了突破,实现了对压机全方位的控制,让软件更加稳定可靠。

软件主要功能和创新点如下:1主要功能:

进行实验数据的实时采集;实时读取温度值;对压机进行实时控制;对实验数据和温度进行实时显示绘图和保存;控制泵站电源开关;进行实验基本参数以及控制参数的设定。

2创新点:

通过串口通讯实现了计算机和控温表之间的数据传输;利用软件控制泵站电源;分离控制状态切换的外部切换和内部切换;使用双线程操作,一条线程进行压机控制,一条进行实时显示和温度读取。

固体介质高温高压实验容器的压力标定是高温高压设备投入使用之前必须进行的环节,压力标定的准确与否直接影响实验压力的测量精度。

采用合理而有效的标定方法是压力标定成功的基础。

查阅了大量文献,系统总结了压力标定方法。

压力标定一般由轴压标定和围压标定两方面来完成。

围压标定分为:

常温下的压力标定和高温下的压力标定两部分。

主要标定方法如下:1常温下一般使用一些盐类以及金属相变标定;2高温下的压力标定主要方法为氯化盐类的部分熔融法和矿物相变法,常用矿物相变有:

石英<=>柯石英、钠长石<=>硬玉+石英、铁橄榄石+石英<=>铁辉石、磷镁石<=>Mg<,3>PO<,4><,2.-Ⅱ、方解石<=>文石。

初步确定围压力标定方法为氯化盐类熔融曲线法、方解石-文石相变、石英-柯石英相变相结合的方法来完成详细标定。

轴压标定最有效的方法是轴压活塞反复前进和后退,根据活塞循环来获得摩擦力的大小。

其中有两个关键环节:1活塞和样品接触点的确定:

得出活塞与软金属等接触时加载-位移曲线的线性部分的拟合直线,以及活塞和样品接触后发生弹性变形时加载-位移曲线线性部分的拟合直线,其交点即为活塞和样品的接触点;2动摩擦力的确定:

通过加载.位移曲线中活塞与软金属等接触时的线性部分的拟合直线来确定。

然后剔除接触点前的实验曲线,对剩余部分利用动摩擦力进行校正。

我们对2GPa固体介质高温高压实验设备进行了轴压标定实验。

本实验使用样品为辉长岩,在分离两活塞的情况下进行了两次实验:1、在500MPa、820℃,1000MPa、900℃和1000MPa、25℃不同的温压条件下,进行了不同活塞运动速率的活塞推进和退出循环实验;2、在500MPa、1000℃温压条件下,先进行了活塞循环实验,接着在岩石发生流变之后将活塞速率从2×10<-4>mm/s减小到5×10<-5>mm/s,观察了流变对速率的依赖性。

上述实验结果表明:

围压、温度、活塞运动速率等因素都对动摩擦力有不同程度的影响。

围压是摩擦力的主要影响因素,围压升高摩擦力有明显增加。

温度和活塞运动速率变化只影响动摩擦力在载荷轴上的截距。

因此对轴压标定应该在不同的实验条件下分别标定。

根据新的实验系统的上述特点,该实验装置适用于开展以下实验研究工作:

更接近下地壳条件下的流变力学性质与微观结构;高温高压条件下,动态和静态状态下岩石部分熔融动力学特征;矿物相变压力动力学特征。

其中,下地壳流变是今后几年的主要研究方向。

因此,利用TULLIS等人1991提出的双相矿物流变参数的计算方法对攀枝花辉长岩的流变参数进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,结果表明:

干样品实验结果和理论计算结果基本统一,而含水样品的计算结果与实验结果差距比较大,因此有必要进行水对岩石流变影响的详细研究..……

全文目录


摘要
英文摘要
第一章 前言
第一节 研究背景及意义
第二节 主要研究内容
第三节 实验计划及主要工作量
第二章 高温高压岩石力学实验设备简介
第一节 高温高压岩石力学实验设备简介
第二节 3GPA活塞-圆筒式熔融盐固体介质高温高压岩石力学实验系统简介
第三章 3GPA固体介质高温高压三轴实验设备控制和数据采集程序
第一节 程序主界面
第二节 温度采集
第三节 AD端口扫描
第四节 实验实时曲线的换版重画
第五节 电源开关控制
第六节 控制状态的切换
第七节 不同部件之间的整合
第四章 3GPA熔融盐固体介质高温高压实验容器的压力标定方法
第一节 轴压摩擦力校正
1.轴压摩擦力校正方法
2.轴压摩擦力校正实验
第二节 围压标定方法
1.常温下的压力标定方法
2.高温下的压力标定方法
第三节 压力标定的讨论
第五章 3GPA固体介质高温高压岩石力学实验系统在地学中的应用
第一节 3GPA固体介质高温高压岩石力学实验系统的应用讨论
第二节 下地壳流变参数的理论计算和实验结果的比较
结论
参考文献

相似论文

  1. 青藏高原东北缘地壳结构、组成与动力学,81页,P313.2
  2. 含有岩浆囊的浅部地壳应力场的数值模拟——以长白山天池火山为例,73页,P313 P317
  3. 长白山火山区地壳结构研究及火山活动性分析,89页,P313.2 P317
  4. 康定群斜长角闪岩脱水熔融实验研究及康滇构造带壳内低速层成因初步探讨,60页,P313
  5. 三维电阻率层析成像研究及应用,120页,P313
  6. 分形理论与动态重力网空间分辨率研究,65页,P315.726
  7. 强震成组活动及其相互影响的数值模拟研究,79页,P315.7
  8. 中国及相邻陆域海域面波层析成像数据库,65页,P315.69
  9. 高精度磁测资料处理与反演方法研究,60页,P318.63
  10. 联合运用微积分法计算非均匀介质中的电磁场,54页,P319.12 O441.4
  11. 新疆中部地区地壳三维速度层析成像,49页,P315.5
  12. 中国及邻区地壳上地幔面波频散层析成像,56页,P315.63 P542.5
  13. 内蒙古中西部地区尾波衰减特征研究,58 页,P315.5
  14. 基于ArcIMS的震害评估网络发布系统的研究,95页,P315.9 TP79
  15. 近年来几次强震在中国南北地震带动态应力触发问题研究,92页,P315.727 P315.01
  16. 地震数据资源信息服务系统及国际地震数据自动管理,58页,P315.6 P631.443
  17. 地震活动断层段潜在地表位移概率评价及基于GIS的系统设计,105页,P315
  18. 地震地下流体Internet应用系统和质量监控系统的研制与开发,54页,P315.69
  19. 黄东海及朝鲜海峡冰后期陆架沉积物的环境磁学研究,100页,P318
  20. 高密度电阻率法反演成像及其应用,52页,P315.6
中图分类: > P313 > 天文学、地球科学 > 地球物理学 > 大地(岩石界)物理学(固体地球物理学) > 大地构造物理学、岩组学(构造岩石学)

© 2012 book.hzu.edu.cn