隨著深層煤礦以及油田的開發(fā),高溫高壓狀態(tài)下巖石破壞的試驗研究迫在眉睫。通過對國內外巖心加載試驗裝置發(fā)展現(xiàn)狀的調研,發(fā)現(xiàn)并總結了現(xiàn)階段巖心加載設備的不足之處,因此有必要設計研發(fā)一款新型的巖心加溫加壓加載試驗儀器。本文針對不同溫度、圍壓、滲透壓的試驗要求,研發(fā)設計了一款基于Lab VIEW的工業(yè)CT巖心加溫加壓加載試驗儀器,該試驗儀器能夠在工業(yè)CT的掃描下完成溫度、圍壓、滲透壓的加載,以及豎直方向上的巖石破壞加載,具有操作簡單易上手、控制準確、結構穩(wěn)定等特點。首先對整個試驗設備的硬件系統(tǒng)進行了設計、制造、組裝,包括巖心夾持器、加載電機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以滿足試驗所需器材剛度、巖心所受溫度壓力大小等的要求,并將其與工業(yè)CT進行了配合。在此基礎上,設計了基于Lab VIEW的人機操作設計,包括數(shù)據(jù)采集、濾波、保存、PID壓力以及溫度控制幾個方面。最后,利用該巖心加溫加載加壓試驗儀器進行了一系列試驗,從巖心的制備、常溫常壓下的巖心單軸加載試驗以及不同圍壓下的巖心動態(tài)加載試驗,得出單軸條件下,巖心加載的破壞壓力隨著加載速率的增加而減小。沒有施加圍壓或者圍壓壓力較小的情況下,巖心比較容易被破壞,破壞形...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的來源、目的及背景意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 課題的目的
        1.1.3 課題的背景意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石加載試驗裝置
        1.2.2 三軸加載下的巖石加載破壞研試驗究現(xiàn)狀
    1.3 本章小結
第2章 巖石加載試驗理論研究
    2.1 巖石單軸加載破壞
    2.2 動態(tài)加載條件下巖石的破壞準則
    2.3 本章小結
第3章 用于工業(yè)CT系統(tǒng)的動態(tài)加載試驗系統(tǒng)設計
    3.1 動態(tài)加載實驗系統(tǒng)設計(系統(tǒng)的整體設計)
    3.2 加載機機械結構設計
        3.2.1 巖心夾持器設計
        3.2.2 軸向壓力加載系統(tǒng)-EXLAR缸系統(tǒng)
    3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計(包括串口通訊)
        3.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
        3.3.2 信號放大系統(tǒng)
        3.3.3 溫度采集系統(tǒng)
        3.3.4 傳感器采集誤差計算
        3.3.5 RS232串口通信系統(tǒng)
    3.4 工業(yè)CT
    3.5 本章小結
第4章 基于LabVIEW上位機系統(tǒng)設計
    4.1 基于LabVIEW的上位機系統(tǒng)的設計(總體設計)
    4.2 數(shù)據(jù)采集及處理
        4.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-CopleyASCII串行通信
        4.2.2 濾波系統(tǒng)設計
        4.2.3 數(shù)據(jù)保存系統(tǒng)設計
        4.2.4 溫度讀取系統(tǒng)設計
        4.2.5 電機載荷采集
    4.3 控制系統(tǒng)的設計
    4.4 溫度控制系統(tǒng)的PID控制算法研究
    4.5 本章小結
第5章 用于工業(yè)CT的巖心動態(tài)加載試驗研究
    5.1 試驗巖心制備
    5.2 試驗巖心準備
    5.3 常溫常壓下巖心單軸加載實驗研究
    5.4 不同圍壓下巖心動態(tài)加載實驗研究
    5.5 不同溫度下巖心動態(tài)加載實驗研究
    5.6 本章小結
第6章 結論
參考文獻
致謝



本文編號：3815611