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剪切粗糙裂隙渗流多尺度分形表征
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作者 薛东杰 侯孟冬 +5 位作者 程建超 贾震 刘殷彤 辛翠 徐颜卓 王路军 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第5期663-676,共14页
甘肃北山为高放废物深地质处置库场址的主预选区。针对场址区花岗岩受剪切破坏形成裂隙的渗流特性进行研究,具有重要的工程建设指导意义。为探究北山花岗岩多尺度粗糙裂隙几何特征对非线性渗流场演化的影响规律,对剪切条件下花岗岩裂隙... 甘肃北山为高放废物深地质处置库场址的主预选区。针对场址区花岗岩受剪切破坏形成裂隙的渗流特性进行研究,具有重要的工程建设指导意义。为探究北山花岗岩多尺度粗糙裂隙几何特征对非线性渗流场演化的影响规律,对剪切条件下花岗岩裂隙断面的几何特征及渗流特性进行了分形建模研究。结果表明,粗糙裂隙的粗糙程度和开度在模型尺度变化过程中存在完全的自相似性,二者的分布特征在分布空间尺度变化过程中始终保持一致;渗流速度场、梯度场及散度场只存在局部特征的延续,尤其是不同尺度下对应的数量场均服从于正态分布;随着观察尺度的增大场内空间起伏逐渐减小,三场内的尖锐突变逐渐消失且向平滑过渡,这意味着观察尺度越大,粗糙裂隙渗流被误判为平行板渗流的概率越大,即粗糙断面渗流特性的精准描述依赖于几何尺度。 展开更多
关键词 剪切破坏 粗糙断面 粗糙度 多尺度 分形渗流模型
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多孔介质渗透迂曲度理论推导与实验验证 被引量：4
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作者 薛东杰 赵艾博 +4 位作者 刘奎昌 侯孟冬 付艳艳 辛翠 徐颜卓 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第5期615-622,共8页
多孔介质孔隙连通的定量表征与拓扑连通重构是揭示流体渗透规律的几何方法,而理论工作的滞后严重制约了新的几何建模方法产生。迂曲度是连接渗透率与几何结构的关键载体之一,其理论模型一直没有突破。结合Hagen-Poiseuille与Darcy公式,... 多孔介质孔隙连通的定量表征与拓扑连通重构是揭示流体渗透规律的几何方法,而理论工作的滞后严重制约了新的几何建模方法产生。迂曲度是连接渗透率与几何结构的关键载体之一,其理论模型一直没有突破。结合Hagen-Poiseuille与Darcy公式,推导了毛细管迂曲度的普适表达式及颗粒构成孔道的迂曲度公式。针对低渗介质,结合毛细管压力公式,获得了含饱和度的迂曲度公式。引入迂曲度分维,获得基于实验解析的分形影响系数表达式。对于分叉毛细管孔道,建立分叉模型,分析了迂曲度特征,得到了基于能量优化准则的母孔、子孔几何关系。以低渗盐岩渗透为例,验证了迂曲度理论公式的适用性与可靠性,研究结果为多孔介质求解迂曲度提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 多孔介质 渗透 迂曲度 分维 分叉毛细管
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