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基于毛细管连通率和水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型
1
作者
魏源
盛金昌
+5 位作者
郑惠峰
詹美礼
黄泰仁
王惠民
刘星星
罗玉龙
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期236-245,共10页
碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐...
碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐岩的渗透特性。针对渗透率被高估的研究现状,利用满足阿波罗填充的等径颗粒致密堆积分形毛细管束模型,提出了毛细管连通率表征进出口毛细管过流面积损失,并在流体渗透路径几何迂曲度与孔隙度关系的基础上,引入曲折度指数来反映岩石的实际水力迂曲度,最终建立基于连通率、水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型。考虑曲折度指数的水力迂曲度计算值与试验压汞法测定值更为一致;基于毛细管连通率、实际水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型计算结果与细观测定及渗透试验数据吻合较好,表明提出的碳酸盐岩渗透率分形模型能够更好地预测碳酸盐岩真实渗透率。参数敏感性分析发现,孔隙度相同,粒径不同的碳酸盐岩,渗透率均随着孔径增加而增加;同时相同粒径岩石,渗透率随着孔隙度的增大而增大,但由于孔隙面积最小/最大值、孔隙面积分形维数均与孔隙度相关,渗透率与孔隙度的关系不是单纯的线性关系,渗透率随着孔隙度增大的增幅逐渐减小、敏感性逐渐降低。
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关键词
阿波罗填充
水力迂曲度
毛细管连通率
渗透率
分形
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职称材料
离散元中破碎自组织对颗粒破碎影响研究
被引量：
11
2
作者
张科芬
张升
+1 位作者
滕继东
盛岱超
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期743-751,共9页
从数学领域的阿波罗填充法入手,建立了4种破碎自组织,并借助线性膨胀法保证破碎前后质量守恒。在此基础上,开展了不同破碎自组织的数值试验,研究了破碎自组织对级配演化以及材料的宏细观力学特性等的影响。结果表明：颗粒级配曲线的分...
从数学领域的阿波罗填充法入手,建立了4种破碎自组织,并借助线性膨胀法保证破碎前后质量守恒。在此基础上,开展了不同破碎自组织的数值试验,研究了破碎自组织对级配演化以及材料的宏细观力学特性等的影响。结果表明：颗粒级配曲线的分形维数和颗粒间的平均应力随破碎自组织中颗粒数目增多而下降,而相对破碎率B_r和材料的压缩性随自组织中颗粒数目增多而增大。加载过程中的法向接触和接触力玫瑰图表明,自组织中颗粒数目愈多,材料的各向异性程度愈低,颗粒法向接触数目愈多,而法向接触力愈小。另外,配位数及接触力的概率密度也与破碎自组织存在密切联系。
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关键词
离散元
颗粒破碎
破碎自组织
阿波罗填充
原文传递
题名
基于毛细管连通率和水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型
1
作者
魏源
盛金昌
郑惠峰
詹美礼
黄泰仁
王惠民
刘星星
罗玉龙
机构
黄河勘测规划设计研究院有限公司博士后科研工作站
水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹)
河海大学水利水电学院
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期236-245,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51579078)。
文摘
碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐岩的渗透特性。针对渗透率被高估的研究现状,利用满足阿波罗填充的等径颗粒致密堆积分形毛细管束模型,提出了毛细管连通率表征进出口毛细管过流面积损失,并在流体渗透路径几何迂曲度与孔隙度关系的基础上,引入曲折度指数来反映岩石的实际水力迂曲度,最终建立基于连通率、水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型。考虑曲折度指数的水力迂曲度计算值与试验压汞法测定值更为一致;基于毛细管连通率、实际水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型计算结果与细观测定及渗透试验数据吻合较好,表明提出的碳酸盐岩渗透率分形模型能够更好地预测碳酸盐岩真实渗透率。参数敏感性分析发现,孔隙度相同,粒径不同的碳酸盐岩,渗透率均随着孔径增加而增加;同时相同粒径岩石,渗透率随着孔隙度的增大而增大,但由于孔隙面积最小/最大值、孔隙面积分形维数均与孔隙度相关,渗透率与孔隙度的关系不是单纯的线性关系,渗透率随着孔隙度增大的增幅逐渐减小、敏感性逐渐降低。
关键词
阿波罗填充
水力迂曲度
毛细管连通率
渗透率
分形
Keywords
Apollonian packing
cementation tortuosity
capillary cross-flow coefficient
permeability
fractal
分类号
P642.3 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
离散元中破碎自组织对颗粒破碎影响研究
被引量：
11
2
作者
张科芬
张升
滕继东
盛岱超
机构
中南大学土木工程学院
中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室
纽卡斯尔大学工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期743-751,共9页
基金
国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2014CB047001)
中南大学研究生自主探索创新项目(2017zzts520)
文摘
从数学领域的阿波罗填充法入手,建立了4种破碎自组织,并借助线性膨胀法保证破碎前后质量守恒。在此基础上,开展了不同破碎自组织的数值试验,研究了破碎自组织对级配演化以及材料的宏细观力学特性等的影响。结果表明：颗粒级配曲线的分形维数和颗粒间的平均应力随破碎自组织中颗粒数目增多而下降,而相对破碎率B_r和材料的压缩性随自组织中颗粒数目增多而增大。加载过程中的法向接触和接触力玫瑰图表明,自组织中颗粒数目愈多,材料的各向异性程度愈低,颗粒法向接触数目愈多,而法向接触力愈小。另外,配位数及接触力的概率密度也与破碎自组织存在密切联系。
关键词
离散元
颗粒破碎
破碎自组织
阿波罗填充
Keywords
discrete element method
particle breakage
self-organization of grain breakage
Apollonian sphere packing
分类号
TU431 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于毛细管连通率和水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型
魏源
盛金昌
郑惠峰
詹美礼
黄泰仁
王惠民
刘星星
罗玉龙
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
离散元中破碎自组织对颗粒破碎影响研究
张科芬
张升
滕继东
盛岱超
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
11
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