岩石复杂孔隙结构的三维重构算法的研究
发布时间：2021-02-23 17:53
岩土材料是一种多孔介质材料,其内部含有大小不一、性质各异的孔隙结构。这些孔隙结构可以用孔隙率、大小和几何形状来表示。此外孔隙的联通程度、孔吼的分布以及一些基于统计信息的方法都可以被用来表征孔隙的结构。如果能够形成岩土材料的孔隙结构的有效的模型,则可以通过分析其内部的孔隙结构的特征来预测岩土材料的一些宏观性能,比如应力应变的分布、受力情况、渗流情况等。目前的已经有一些有效的岩土材料孔隙结构的三维重构方法,其中效果较好的是基于模拟退火算法的数值重构方法。这种方法结合了基于统计学的统计相关函数来描述天然岩石的内部微观孔隙结构,再利用计算机方法生成具有相似的统计信息的不同的重构模型。基于模拟退火算法的重构方法在重构孔隙模型时可以在合理的计算时间下引入更多的统计相关函数,表现出灵活的优越性。同时可以通过开发计算量小的统计相关函数加速算法收敛速度,在统计相关函数能充分包含孔隙分布信息时,采用此方法可以在统计性质上再现真实情况。但在需要加入高阶统计相关函数来反映岩石孔隙结构的连通等性质时,重构的计算量会大幅度增加。尤其是,在面对更大尺度的重构时也存在效率的问题,花费时间过长,导致应用范围受限。此外,...
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用盒子计数法确定分形相关函数Fig.2.1Determinationoffractalcorrelationfunctionusingbox-countingmethod
图 2.2 随机球填充方法中的球体重叠，d ≤ 1.5R2 (R2 ≤ R1) Overlapping spheres in the random sphere packing method, d ≤ 1.5R2 (R条件法我们之前的工作[59]和其他开创性研究[50, 72, 103, 104]中所讨论几何形状之后可以成功地互换的体素，很可能是孤立的或的预先条件法就是用于选择待交换的体素。该算法与这篇同相邻节点（DPN）体素选择法相似。首先，计算最接近位的体素的数量(N)。二维模型中最大的不同相位数为 4，然后，当 N 超过阈值时选择这个体素。在本文中，阈值被对宽松的限制。因此，在重构的过程中，孤立的体素或者上的体素会被选择并交换，而不是从整个模型中随机的选在本文中，预先条件法不仅被用于前述的选择孤立体素或者
19(c)个方向上的两点集群函数 C2 的比较：(a)X 方向，(b)Y 方向2 function comparison in three directions: (a) X direction, (b) YZ direction
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of Elastic Modulus of Granular Materials in a New Designed Uniaxial Oedometric System[J]. 马沁巍,Yahya Sandali,张瑞楠,马方园,王洪涛,马少鹏,史庆藩. Chinese Physics Letters. 2016(03)
[2]低渗透非均质砂砾岩的三维重构与水压致裂模拟[J]. 鞠杨,杨永明,陈佳亮,刘鹏,戴涛,郭迎春,ZHENG LianGe. 科学通报. 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]高地应力环境下硐室开挖围岩应力释放规律[J]. 杨树新,李宏,白明洲,许兆义. 煤炭学报. 2010(01)
[8]孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J]. 杨永明,鞠杨,刘红彬,王会杰. 岩石力学与工程学报. 2009(10)
[9]孔洞型碳酸盐岩油藏渗流的等效连续介质模型[J]. 徐轩,杨正明,刘先贵,杜箫笙. 武汉工业学院学报. 2009(03)
[10]水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究[J]. 刘新荣,傅晏,王永新,黄林伟,秦晓英. 岩土力学. 2009(03)
本文编号：3047990
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用盒子计数法确定分形相关函数Fig.2.1Determinationoffractalcorrelationfunctionusingbox-countingmethod
图 2.2 随机球填充方法中的球体重叠，d ≤ 1.5R2 (R2 ≤ R1) Overlapping spheres in the random sphere packing method, d ≤ 1.5R2 (R条件法我们之前的工作[59]和其他开创性研究[50, 72, 103, 104]中所讨论几何形状之后可以成功地互换的体素，很可能是孤立的或的预先条件法就是用于选择待交换的体素。该算法与这篇同相邻节点（DPN）体素选择法相似。首先，计算最接近位的体素的数量(N)。二维模型中最大的不同相位数为 4，然后，当 N 超过阈值时选择这个体素。在本文中，阈值被对宽松的限制。因此，在重构的过程中，孤立的体素或者上的体素会被选择并交换，而不是从整个模型中随机的选在本文中，预先条件法不仅被用于前述的选择孤立体素或者
19(c)个方向上的两点集群函数 C2 的比较：(a)X 方向，(b)Y 方向2 function comparison in three directions: (a) X direction, (b) YZ direction
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of Elastic Modulus of Granular Materials in a New Designed Uniaxial Oedometric System[J]. 马沁巍,Yahya Sandali,张瑞楠,马方园,王洪涛,马少鹏,史庆藩. Chinese Physics Letters. 2016(03)
[2]低渗透非均质砂砾岩的三维重构与水压致裂模拟[J]. 鞠杨,杨永明,陈佳亮,刘鹏,戴涛,郭迎春,ZHENG LianGe. 科学通报. 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]高地应力环境下硐室开挖围岩应力释放规律[J]. 杨树新,李宏,白明洲,许兆义. 煤炭学报. 2010(01)
[8]孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J]. 杨永明,鞠杨,刘红彬,王会杰. 岩石力学与工程学报. 2009(10)
[9]孔洞型碳酸盐岩油藏渗流的等效连续介质模型[J]. 徐轩,杨正明,刘先贵,杜箫笙. 武汉工业学院学报. 2009(03)
[10]水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究[J]. 刘新荣,傅晏,王永新,黄林伟,秦晓英. 岩土力学. 2009(03)
本文编号：3047990
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