上新世红土微观结构参数与渗透系数的变化关系研究

发布时间：2022-12-23 22:59

　　新近系上新世（N₂）红土是实现我国西北地区保水采煤和生态环境保护的关键隔水层,研究红土的微观结构有利于分析其渗透性变化的内在机理。文章利用Matlab对不同渗透系数的N₂红土的SEM图像进行了预处理和二值化分割,提取孔隙轮廓,得到其孔隙大小、排列、形态和类型等微观特征,并分析了红土的灰度熵、平均孔径、扁圆度、分布分维和概率熵等孔隙微观结构参数与渗透系数之间的关系。结果表明:图像灰度熵与渗透系数之间无明显变化规律,灰度熵在0. 88～0. 92之间;平均孔径在2. 7～3. 7μm之间,渗透系数随平均孔径的增加呈指数型增加;对孔隙大小按照微孔隙（＜1μm）、小孔隙（1～4μm）、中孔隙（4～16μm）、大孔隙（＞ 16μm） 4组进行分类,发现小孔隙的数量最多,约占总孔隙数的50%以上,中孔隙和大孔隙的面积约占总孔隙面积的80%以上,渗透系数的增大主要与中孔隙和大孔隙有关;孔隙扁圆度在0. 54～0. 57之间,形状系数在0. 63～0. 75之间,孔隙主要呈扁椭圆状,渗透系数随扁圆度的增加呈指数型缓慢减小,随形状系数的增加呈线性减小;孔隙的分... 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 试验内容
    1.1 试验样品
    1.2 试验方法
    1.3 试验结果
2 微观结构图像处理
    2.1 图像预处理
    2.2 图像分割及优化
    2.3 微观参数提取
3 微观结构图像分析
    3.1 微观参数的计算
        (1)灰度熵Df
        (2)平均孔径D
        (3)扁圆度R0和形状系数F
        (4)分布分维Dpd
        (5)概率熵H
    3.2 微观参数分析
        (1)灰度熵
        (2)孔隙的大小
        (3)孔隙的几何形态
        (4)孔隙的平面分布分维
        (5)孔隙的排列情况
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于IPP图像处理的膨胀土微观结构定量研究[J]. 侯超群,席瑶,孙志彬,高可可.  水文地质工程地质. 2019(02)
[2]马兰黄土孔隙结构参数与渗透性关系研究[J]. 李喜安,刘锦阳,郭泽泽,张凯旋,孟杰.  工程地质学报. 2018(06)
[3]釆动破裂N2红土渗透性试验研究[J]. 王启庆,李文平,裴亚兵,吕城成.  西南交通大学学报. 2019(01)
[4]土体SEM图像微观结构的识别和统计方法[J]. 汤强,刘春,顾颖凡,施斌.  桂林理工大学学报. 2017(03)
[5]隔水层再造——西北保水采煤关键隔水层N2红土工程地质研究[J]. 李文平,王启庆,李小琴.  煤炭学报. 2017(01)
[6]压实黄土强度特性与微观结构变化关系研究[J]. 吴凯,倪万魁,刘海松,袁志辉,朱强伟,石博溢.  水文地质工程地质. 2016(05)
[7]小偏应力作用下吹填土蠕变过程中微结构特征演变研究[J]. 杨爱武,吴可龙,周玉明,孔令伟,张先伟.  水文地质工程地质. 2015(02)
[8]基于Matlab的土体SEM图像处理方法[J]. 苗得雨,白晓红.  水文地质工程地质. 2014(06)
[9]陕西蒲城黄土微观结构特征及定量分析[J]. 方祥位,申春妮,李春海,汪龙,陈正汉.  岩石力学与工程学报. 2013(09)
[10]基于图像处理的Q3黄土的微观结构变化研究[J]. 谷天峰,王家鼎,郭乐,仵大磊,李开超.  岩石力学与工程学报. 2011(S1)

硕士论文
[1]黄土微结构数字图像处理与定量化方法的研究[D]. 周阳.西安科技大学 2013



本文编号：3725574