發(fā)布時間：2020-05-15 10:10

【摘要】：巖石物理試驗是客觀研究巖石物理力學性質的方法,為了使其對工程的預測效果,通常試驗的成本花費高,周期長,且某些情況下由于工程地質的復雜性導致誤差大。在同一個研究地區(qū),難以獲取具有各種具有不同微觀結構的巖石樣本來進行試驗從而研究其對巖石物理力學性質的影響規(guī)律。隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)值模擬已經成為最經濟且行至有效的科學研究方法。如對建筑結構進行數(shù)值模擬從而確定其可靠度,對地下洞室進行數(shù)值模擬從而確定可能發(fā)生巖爆事故的區(qū)域等。目前,巖土工程學科中的數(shù)值模擬已經成為巖土學科研究的重要手段。相比于巖石物理力學實驗,其可以節(jié)省大量的人力資源、物力資源及資金,并且可以在微觀尺度上定量考察各種因素(如孔隙)對巖石物理力學性質的影響。另外,數(shù)值模擬可計算在常規(guī)巖石物理力學試驗中無法直接測量的物理力學性質,如三相相對滲透率等。本文利用CT掃描實驗,獲取了福建行洛坑砂巖的CT掃描圖片,與常規(guī)數(shù)字圖像處理方法相比,本文采用了一種全變分圖像去噪模型,利用邊緣檢測算子獲得了合適的參數(shù),在去除CT掃描圖像噪聲的同時,保留了其邊緣輪廓及紋理等細節(jié)方面的信息,使處理完成的CT圖像盡可能精確的反映巖石中孔隙的空間分布規(guī)律。根據(jù)處理完成的CT掃描圖片,采用移動立方體算法,通過構建二義性分辨表,同時解決了在生成網格時可能會出現(xiàn)的面二義性和體二義性問題,在拓撲上確保了生成的表面模型的正確性。結合頂點去重算法和自適應分支八叉樹算法去除其中的重復,劣質的網格,提升了其網格質量。以建立的巖心表面網格模型中為輸入域,提出自適應內部節(jié)點生成算法,通過改進的德洛內四面體算法建立了巖心四面體網格模型;其次以之前建立的三維巖心四面體網格模型為參考模型,在模擬退火算法中采用兩點概率控制函數(shù),線性路徑控制函數(shù)和分形控制函數(shù)重構了在幾何性質上與參考模型不相同,但在拓撲,力學性質上與參考模型等價的三維巖心數(shù)值模型,生成的巖心數(shù)值模型可以根據(jù)較少的室內試驗的結果來預測宏觀意義上的巖體物理力學性質,且初步探討了在該模型下孔隙對巖石的斷裂機理的影響。本文研究為巖石的數(shù)值模擬研究提供了新的方法和思路,也為巖石的斷裂機理研究提供了直觀描述的手段。
【圖文】：

圖 1.2 切片組合法的工序流程Fig.1.2 The working process of slice combination method離子束-掃描電鏡法是在切片組合法的基礎上發(fā)展而來的，，也屬切片組合法相比，聚焦離子束-掃描電鏡法在技術上有改進，巖樣鍍上鉑金，放入加工室內，抽真空，通過聚焦離子束對鍍割得到一個參考的標志，然后旋轉樣品臺至適當?shù)那忻嫖恢茫瑯舆M行微尺度切割，然后通過掃描電鏡的電子束成像，通過這程就能獲得了一定體積的巖石的內部結構圖片，如圖 1.3 所示[1

圖 1.2 切片組合法的工序流程Fig.1.2 The working process of slice combination method聚焦離子束-掃描電鏡法是在切片組合法的基礎上發(fā)展而來的，也屬于切片組一類。與切片組合法相比，聚焦離子束-掃描電鏡法在技術上有改進，其基本流首先將巖樣鍍上鉑金，放入加工室內，抽真空，通過聚焦離子束對鍍了鉑金的進行切割得到一個參考的標志，然后旋轉樣品臺至適當?shù)那忻嫖恢�，通過聚焦束對巖樣進行微尺度切割，然后通過掃描電鏡的電子束成像，通過這樣重復的成像過程就能獲得了一定體積的巖石的內部結構圖片，如圖 1.3 所示[13-16]。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU45

【參考文獻】

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本文編號：2664866