巖土介質(zhì)導熱系數(shù)是表征其熱傳導能力的基本物性參數(shù),該參數(shù)的準確與否直接影響到能源與環(huán)境領(lǐng)域諸多巖土傳熱傳質(zhì)有關(guān)現(xiàn)象、作用和災害產(chǎn)生機理等基礎(chǔ)研究工作的精度和準確性。但是,由于巖土介質(zhì)的復雜性,針對其導熱系數(shù)確定技術(shù)與方法的研究相對于巖土傳熱傳質(zhì)及多物理場耦合模型研究的熱度而言,存在明顯的滯后。有鑒于此,本文采用理論建模、室內(nèi)實驗和數(shù)值模擬三種方法,聚焦巖土介質(zhì)多組分-多孔結(jié)構(gòu)特征,對其導熱系數(shù)預測模型進行了系統(tǒng)研究。首先,以復合材料有效特性研究基本混合理論模型為基礎(chǔ),分析了適用于多組分巖土介質(zhì)導熱系數(shù)預測基本混合理論模型的精度、應用范圍及其一般性變化規(guī)律。針對基本混合理論模型統(tǒng)一表達式不能夠有效退化為串聯(lián)模型的問題進行了修正與退化過程分析,以此為基礎(chǔ)建立了巖土介質(zhì)導熱系數(shù)預測組合結(jié)構(gòu)模型。結(jié)果表明,基于基本混合理論模型的算術(shù)平均組合結(jié)構(gòu)模型預測導熱系數(shù)精度最優(yōu),是目前已有文獻對該類組合結(jié)構(gòu)模型研究與應用較多的主要原因。其次,以多尺度研究的均質(zhì)化思想為基礎(chǔ),聚焦顆粒幾何形狀特征,補充和改進了多組分-多孔巖土介質(zhì)導熱系數(shù)預測圓柱形單元結(jié)構(gòu)模型。結(jié)果表明,與原模型相比,改進型模型提高了與實驗... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：184 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線
2 多組分巖土介質(zhì)導熱系數(shù)基本混合理論模型
    2.1 基本混合理論模型及普適性變化規(guī)律
    2.2 統(tǒng)一性混合理論模型修正及退化分析
    2.3 基于混合理論模型的組合結(jié)構(gòu)模型及方程體系
    2.4 實驗驗證與討論分析
    2.5 本章小結(jié)
3 多組分-多孔顆粒巖土介質(zhì)導熱系數(shù)單元結(jié)構(gòu)模型
    3.1 改進型圓柱單元結(jié)構(gòu)模型假設(shè)及參數(shù)關(guān)系
    3.2 集總參數(shù)熱阻分析法建模及模型方程體系
    3.3 改進型模型驗證與分析
    3.4 補充型圓柱單元結(jié)構(gòu)模型假設(shè)及參數(shù)關(guān)系
    3.5 補充型圓柱單元結(jié)構(gòu)模型建立及方程體系
    3.6 補充型模型驗證與分析
    3.7 統(tǒng)一性土-水-導熱系數(shù)特征曲線概念模型及其演化機制
    3.8 本章小結(jié)
4 多組分-多孔巖土介質(zhì)導熱系數(shù)分形-毛細管模型
    4.1 分形理論基礎(chǔ)
    4.2 毛細管(束)理論模型基礎(chǔ)
    4.3 孔隙幾何參數(shù)關(guān)系與REV尺度判據(jù)
    4.4 孔隙尺度對空氣導熱系數(shù)影響-克努森效應
    4.5 分形-毛細管理論模型及其方程體系
    4.6 模型驗證與討論分析
    4.7 本章小結(jié)
5 巖土介質(zhì)微細觀結(jié)構(gòu)表征及導熱模擬
    5.1 表面形態(tài)與導熱特性的SEM圖像分析
    5.2 基于CT圖像巖土試樣孔隙結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)
    5.3 巖土試樣三維重構(gòu)孔隙結(jié)構(gòu)細觀表征與分析
    5.4 基于三維重構(gòu)REV結(jié)構(gòu)巖土介質(zhì)導熱模擬
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]動靜組合荷載下砂巖沖擊巖爆碎屑分形特征[J]. 何滿潮,王煬,蘇勁松,劉冬橋.  中國礦業(yè)大學學報. 2018(04)
[2]基于CT的數(shù)字巖心三維建模[J]. 林承焰,王楊,楊山,任麗華,由春梅,吳松濤,吳玉其,張依旻.  吉林大學學報(地球科學版). 2018(01)
[3]基于CT顯微圖像的燒結(jié)礦孔隙特征分析及有效熱導率預測[J]. 周明熙,周昊,馬鵬楠,程明.  化工學報. 2018(02)
[4]基于有效介質(zhì)理論的煤巖界面識別方法研究[J]. 程園新,韓楠楠,丁恩杰,趙端,王昕.  煤炭科學技術(shù). 2017(10)
[5]巖石熱物理性質(zhì)的研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 程超,于文剛,賈婉婷,林海宇,李蓮慶.  地球科學進展. 2017(10)
[6]土熱傳導系數(shù)及模型的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 張楠,夏勝全,侯新宇,王照宇.  巖土力學. 2016(06)
[7]基于CT三維重建的煤層氣非達西滲流數(shù)值模擬[J]. 王剛,楊鑫祥,張孝強,武猛猛,李文鑫.  煤炭學報. 2016(04)
[8]利用核磁共振技術(shù)確定有機孔與無機孔孔徑分布——以四川盆地涪陵地區(qū)志留系龍馬溪組頁巖氣儲層為例[J]. 李軍,金武軍,王亮,武清釗,路菁,郝士博.  石油與天然氣地質(zhì). 2016(01)
[9]基于DTM閾值分割法的孔裂隙煤巖體瓦斯?jié)B流數(shù)值模擬[J]. 王剛,楊鑫祥,張孝強,李文鑫,史林肯.  巖石力學與工程學報. 2016(01)
[10]煤儲層微小孔孔隙結(jié)構(gòu)的低場核磁共振研究[J]. 謝松彬,姚艷斌,陳基瑜,姚偉.  煤炭學報. 2015(S1)

博士論文
[1]巖石孔隙結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)及微細觀滲流的數(shù)值模擬研究[D]. 王金波.中國礦業(yè)大學（北京） 2014
[2]基于CT圖像處理的凍結(jié)巖石細觀結(jié)構(gòu)及損傷力學特性研究[D]. 劉慧.西安科技大學 2013
[3]深部熱環(huán)境圍巖及風流傳熱傳質(zhì)研究[D]. 王義江.中國礦業(yè)大學 2010
[4]數(shù)字巖心及孔隙網(wǎng)絡(luò)模型重構(gòu)方法研究[D]. 趙秀才.中國石油大學 2009

碩士論文
[1]低溫保護熱板法測量絕熱材料導熱系數(shù)研究[D]. 張濤.南京航空航天大學 2015
[2]基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的巖石孔隙參數(shù)提取方法研究[D]. 宋震.南京大學 2014



本文編號：3230113