發(fā)布時間：2021-02-21 01:06

　　天然裂縫普遍存在于各類孔隙介質(zhì)（如巖石、土壤等）中且呈現(xiàn)出多個尺度和不同強(qiáng)度,認(rèn)識裂縫的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)以及滲流屬性對于石油工程、地質(zhì)工程、環(huán)境保護(hù)、采礦、土壤和材料等都具有重大意義。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理、X射線CT掃描的快速發(fā)展,裂縫形態(tài)結(jié)構(gòu)的微觀定量表征以及裂縫滲流模型的建立已成為當(dāng)今研究的前沿和熱點(diǎn)問題。為此,本文從一系列含裂縫的CT掃描圖像入手,研究裂縫空間形態(tài)的結(jié)構(gòu)表征,并探討了相應(yīng)參數(shù)裂縫結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建的理論和算法;進(jìn)而應(yīng)用這一建模工具深入分析了裂縫多個形態(tài)特征對其滲流能力的影響,并基于裂縫孔隙簡化的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（中軸面）,提出了一種高效、精確的滲流計(jì)算方法。本論文的主要貢獻(xiàn)羅列如下:1.針對裂縫空間復(fù)雜形態(tài)難以測量和描述的難題,提出了一種準(zhǔn)確描述裂縫空間形態(tài)的方法,并得出了一個重要結(jié)論,即具有粗糙壁面的天然裂縫空間結(jié)構(gòu)等價于裂縫趨勢面與趨勢面上逐點(diǎn)對應(yīng)裂縫開度的組合�；诖私Y(jié)論,提出了測量裂縫的五個形態(tài)表征參數(shù)（即裂縫平均開度、開度粗糙度、開度場空間相關(guān)長度、裂縫趨勢面波動系數(shù)以及趨勢面的空間相關(guān)長度）的方法,為更深入地研究裂縫提供了新的量化特征。2.由于天然裂縫樣本的獲... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)字巖心技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 裂縫形態(tài)表征研究現(xiàn)狀
        1.2.3 裂縫模型構(gòu)建研究現(xiàn)狀
        1.2.4 裂縫滲流屬性計(jì)算研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 預(yù)備知識
    2.1 X射線CT掃描
    2.2 達(dá)西定律-滲透率基本理論
    2.3 裂縫平板模型
    2.4 格子 Boltzmann 方法
        2.4.1 基本原理
        2.4.2 邊界條件
        2.4.3 裂縫滲透率計(jì)算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 粗糙單裂縫形態(tài)結(jié)構(gòu)表征
    3.1 組成結(jié)構(gòu)
    3.2 形態(tài)測量及表征
        3.2.1 裂縫空間形態(tài)測量及數(shù)據(jù)處理
        3.2.2 裂縫空間形態(tài)表征
    3.3 三維數(shù)字裂縫的形態(tài)參數(shù)提取
    3.4 本章小結(jié)
第四章 粗糙單裂縫數(shù)學(xué)模型
    4.1 基本概念
        4.1.1 均值濾波
        4.1.2 林德伯格-李維中心極限定理
    4.2 粗糙單裂縫數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 高斯面生成
        4.2.2 粗糙單裂縫模型構(gòu)建算法
        4.2.3 裂縫模型的空間統(tǒng)計(jì)分布特征
    4.3 裂縫模型校準(zhǔn)
    4.4 裂縫模型控制參量分析
        4.4.1 模板形狀
        4.4.2 模板尺寸
        4.4.3 模板長寬比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 裂縫形態(tài)特征對滲流屬性的影響
    5.1 修正立方定律
    5.2 裂縫模型準(zhǔn)備
    5.3 裂縫形態(tài)參數(shù)對滲流屬性的影響
        5.3.1 裂縫趨勢面的影響
        5.3.2 裂縫開度的影響
        5.3.3 裂縫趨勢面和裂縫開度的綜合影響
    5.4 修正立方定律的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于裂縫中軸面的滲流屬性計(jì)算
    6.1 裂縫中軸面
    6.2 裂縫空間幾何信息計(jì)算
        6.2.1 單位法向量
        6.2.2 裂縫局部開度的估計(jì)
    6.3 基于中軸面的滲流屬性計(jì)算
        6.3.1 中軸面上體素之間的連接關(guān)系
        6.3.2 重建虛擬裂縫網(wǎng)絡(luò)
        6.3.3 裂縫滲透率計(jì)算
    6.4 與格子玻爾茲曼數(shù)值模擬方法的比較
    6.5 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3043616