巖石復雜孔隙結構的三維重構算法的研究
發(fā)布時間：2021-02-23 17:53
巖土材料是一種多孔介質(zhì)材料,其內(nèi)部含有大小不一、性質(zhì)各異的孔隙結構。這些孔隙結構可以用孔隙率、大小和幾何形狀來表示。此外孔隙的聯(lián)通程度、孔吼的分布以及一些基于統(tǒng)計信息的方法都可以被用來表征孔隙的結構。如果能夠形成巖土材料的孔隙結構的有效的模型,則可以通過分析其內(nèi)部的孔隙結構的特征來預測巖土材料的一些宏觀性能,比如應力應變的分布、受力情況、滲流情況等。目前的已經(jīng)有一些有效的巖土材料孔隙結構的三維重構方法,其中效果較好的是基于模擬退火算法的數(shù)值重構方法。這種方法結合了基于統(tǒng)計學的統(tǒng)計相關函數(shù)來描述天然巖石的內(nèi)部微觀孔隙結構,再利用計算機方法生成具有相似的統(tǒng)計信息的不同的重構模型。基于模擬退火算法的重構方法在重構孔隙模型時可以在合理的計算時間下引入更多的統(tǒng)計相關函數(shù),表現(xiàn)出靈活的優(yōu)越性。同時可以通過開發(fā)計算量小的統(tǒng)計相關函數(shù)加速算法收斂速度,在統(tǒng)計相關函數(shù)能充分包含孔隙分布信息時,采用此方法可以在統(tǒng)計性質(zhì)上再現(xiàn)真實情況。但在需要加入高階統(tǒng)計相關函數(shù)來反映巖石孔隙結構的連通等性質(zhì)時,重構的計算量會大幅度增加。尤其是,在面對更大尺度的重構時也存在效率的問題,花費時間過長,導致應用范圍受限。此外,...
【文章來源】：中國礦業(yè)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：115 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
用盒子計數(shù)法確定分形相關函數(shù)Fig.2.1Determinationoffractalcorrelationfunctionusingbox-countingmethod
圖 2.2 隨機球填充方法中的球體重疊，d ≤ 1.5R2 (R2 ≤ R1) Overlapping spheres in the random sphere packing method, d ≤ 1.5R2 (R條件法我們之前的工作[59]和其他開創(chuàng)性研究[50, 72, 103, 104]中所討論幾何形狀之后可以成功地互換的體素，很可能是孤立的或的預先條件法就是用于選擇待交換的體素。該算法與這篇同相鄰節(jié)點（DPN）體素選擇法相似。首先，計算最接近位的體素的數(shù)量(N)。二維模型中最大的不同相位數(shù)為 4，然后，當 N 超過閾值時選擇這個體素。在本文中，閾值被對寬松的限制。因此，在重構的過程中，孤立的體素或者上的體素會被選擇并交換，而不是從整個模型中隨機的選在本文中，預先條件法不僅被用于前述的選擇孤立體素或者
19(c)個方向上的兩點集群函數(shù) C2 的比較：(a)X 方向，(b)Y 方向2 function comparison in three directions: (a) X direction, (b) YZ direction
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Characterization of Elastic Modulus of Granular Materials in a New Designed Uniaxial Oedometric System[J]. 馬沁巍,Yahya Sandali,張瑞楠,馬方園,王洪濤,馬少鵬,史慶藩. Chinese Physics Letters. 2016(03)
[2]低滲透非均質(zhì)砂礫巖的三維重構與水壓致裂模擬[J]. 鞠楊,楊永明,陳佳亮,劉鵬,戴濤,郭迎春,ZHENG LianGe. 科學通報. 2016(01)
[3]Visualization of the complex structure and stress field inside rock by means of 3D printing technology[J]. Yang Ju,Heping Xie,Zemin Zheng,Jinbo Lu,Lingtao Mao,Feng Gao,Ruidong Peng. Chinese Science Bulletin. 2014(36)
[4]An experimental investigation on the mechanism of fluid flow through single rough fracture of rock[J]. JU Yang,ZHANG QinGang,YANG YongMing,XIE HePing,GAO Feng,WANG HuiJie. Science China（Technological Sciences）. 2013(08)
[5]Structure and coalbed methane occurrence in tectonically deformed coals[J]. HOU QuanLin 1*,LI HuiJun 1,FAN JunJia 2,JU YiWen 1,WANG TianKai 1,LI XiaoShi 1 & WU YuDong 3 1 Key Laboratory of Computational Geodynamics,CAS;College of Earth Science,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;2 Research Institute of Petroleum Exploration & Development,State Key laboratory of Enhanced Oil Recovery,RIPED Petro China,Beijing 100083,China;3 Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China. Science China（Earth Sciences）. 2012(11)
[6]Numerical simulation of mechanisms of deformation,failure and energy dissipation in porous rock media subjected to wave stresses[J]. JU Yang1,2,WANG HuiJie1,YANG YongMing1,HU QinAng3 & PENG RuiDong1 1 State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,Beijing Key Laboratory of Fracture and Damage Mechanics of Rock and Concrete,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China;2 Department of Mechanical and Manufacturing Engineering,University of Calgary,Calgary,Alberta,T2N 1N4,Canada;3 School of Environment and Civil Engineering,College of Engineering,Oklahoma State University,Stillwater,OK 74078,USA. Science China（Technological Sciences）. 2010(04)
[7]高地應力環(huán)境下硐室開挖圍巖應力釋放規(guī)律[J]. 楊樹新,李宏,白明洲,許兆義. 煤炭學報. 2010(01)
[8]孔隙結構特征及其對巖石力學性能的影響[J]. 楊永明,鞠楊,劉紅彬,王會杰. 巖石力學與工程學報. 2009(10)
[9]孔洞型碳酸鹽巖油藏滲流的等效連續(xù)介質(zhì)模型[J]. 徐軒,楊正明,劉先貴,杜簫笙. 武漢工業(yè)學院學報. 2009(03)
[10]水-巖相互作用對庫岸邊坡穩(wěn)定的影響研究[J]. 劉新榮,傅晏,王永新,黃林偉,秦曉英. 巖土力學. 2009(03)
本文編號：3047990
【文章來源】：中國礦業(yè)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：115 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
用盒子計數(shù)法確定分形相關函數(shù)Fig.2.1Determinationoffractalcorrelationfunctionusingbox-countingmethod
圖 2.2 隨機球填充方法中的球體重疊，d ≤ 1.5R2 (R2 ≤ R1) Overlapping spheres in the random sphere packing method, d ≤ 1.5R2 (R條件法我們之前的工作[59]和其他開創(chuàng)性研究[50, 72, 103, 104]中所討論幾何形狀之后可以成功地互換的體素，很可能是孤立的或的預先條件法就是用于選擇待交換的體素。該算法與這篇同相鄰節(jié)點（DPN）體素選擇法相似。首先，計算最接近位的體素的數(shù)量(N)。二維模型中最大的不同相位數(shù)為 4，然后，當 N 超過閾值時選擇這個體素。在本文中，閾值被對寬松的限制。因此，在重構的過程中，孤立的體素或者上的體素會被選擇并交換，而不是從整個模型中隨機的選在本文中，預先條件法不僅被用于前述的選擇孤立體素或者
19(c)個方向上的兩點集群函數(shù) C2 的比較：(a)X 方向，(b)Y 方向2 function comparison in three directions: (a) X direction, (b) YZ direction
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Characterization of Elastic Modulus of Granular Materials in a New Designed Uniaxial Oedometric System[J]. 馬沁巍,Yahya Sandali,張瑞楠,馬方園,王洪濤,馬少鵬,史慶藩. Chinese Physics Letters. 2016(03)
[2]低滲透非均質(zhì)砂礫巖的三維重構與水壓致裂模擬[J]. 鞠楊,楊永明,陳佳亮,劉鵬,戴濤,郭迎春,ZHENG LianGe. 科學通報. 2016(01)
[3]Visualization of the complex structure and stress field inside rock by means of 3D printing technology[J]. Yang Ju,Heping Xie,Zemin Zheng,Jinbo Lu,Lingtao Mao,Feng Gao,Ruidong Peng. Chinese Science Bulletin. 2014(36)
[4]An experimental investigation on the mechanism of fluid flow through single rough fracture of rock[J]. JU Yang,ZHANG QinGang,YANG YongMing,XIE HePing,GAO Feng,WANG HuiJie. Science China（Technological Sciences）. 2013(08)
[5]Structure and coalbed methane occurrence in tectonically deformed coals[J]. HOU QuanLin 1*,LI HuiJun 1,FAN JunJia 2,JU YiWen 1,WANG TianKai 1,LI XiaoShi 1 & WU YuDong 3 1 Key Laboratory of Computational Geodynamics,CAS;College of Earth Science,Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;2 Research Institute of Petroleum Exploration & Development,State Key laboratory of Enhanced Oil Recovery,RIPED Petro China,Beijing 100083,China;3 Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China. Science China（Earth Sciences）. 2012(11)
[6]Numerical simulation of mechanisms of deformation,failure and energy dissipation in porous rock media subjected to wave stresses[J]. JU Yang1,2,WANG HuiJie1,YANG YongMing1,HU QinAng3 & PENG RuiDong1 1 State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,Beijing Key Laboratory of Fracture and Damage Mechanics of Rock and Concrete,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China;2 Department of Mechanical and Manufacturing Engineering,University of Calgary,Calgary,Alberta,T2N 1N4,Canada;3 School of Environment and Civil Engineering,College of Engineering,Oklahoma State University,Stillwater,OK 74078,USA. Science China（Technological Sciences）. 2010(04)
[7]高地應力環(huán)境下硐室開挖圍巖應力釋放規(guī)律[J]. 楊樹新,李宏,白明洲,許兆義. 煤炭學報. 2010(01)
[8]孔隙結構特征及其對巖石力學性能的影響[J]. 楊永明,鞠楊,劉紅彬,王會杰. 巖石力學與工程學報. 2009(10)
[9]孔洞型碳酸鹽巖油藏滲流的等效連續(xù)介質(zhì)模型[J]. 徐軒,楊正明,劉先貴,杜簫笙. 武漢工業(yè)學院學報. 2009(03)
[10]水-巖相互作用對庫岸邊坡穩(wěn)定的影響研究[J]. 劉新榮,傅晏,王永新,黃林偉,秦曉英. 巖土力學. 2009(03)
本文編號：3047990
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