砂岩渗透性演化特性的孔隙率分布细观模拟分析
本文选题:砂岩 + 孔隙率分布 ; 参考:《工程力学》2014年11期
【摘要】:通过不同围压下的三轴渗透试验,获得砂岩全应力-应变过程中渗透率变化数据。基于试验结果,建立砂岩试件离散元颗粒流数值模型,模拟得到砂岩压缩变形过程中体应变、孔隙率分布和黏结断裂特征。考虑围压效应,从细观机制上解释了动态孔隙率分布对渗透性演化特性的影响。研究结果表明,低围压下砂岩出现贯通的剪切带,裂隙易张开,对渗流具有显著的促进作用。围压越高,砂岩试样的黏结断裂数量和范围越大,裂隙数量增多,但裂隙和孔洞也容易被压密,从而对渗流起抑制作用。贯通的张开裂隙会大幅增加渗透性,而曲折间断的张开裂隙只会小幅增加渗透性,周围被闭合裂隙和压密的孔洞包裹的完全孤立的张开裂隙则对渗透性贡献很小。
[Abstract]:Through the triaxial permeation test under different confining pressures, the permeability variation data of sandstone during the whole stress-strain process are obtained. Based on the experimental results, a numerical model of discrete element particle flow of sandstone specimen is established, and the body strain, porosity distribution and cemented fracture characteristics are obtained by simulation during compression deformation of sandstone. Considering the confining pressure effect, the effect of dynamic porosity distribution on permeability evolution is explained from the meso-mechanism. The results show that under low confining pressure, there is a through shear zone in sandstone, and the cracks are easy to open, which can promote the seepage obviously. The higher the confining pressure is, the larger the number and range of bonding fracture is, the more the number of fractures is, but the more easily the fractures and pores are compacted, so the seepage can be restrained. Through the open fissure will greatly increase permeability, while the zigzag open crack will only slightly increase permeability, and the completely isolated open fissure surrounded by closed cracks and compacted holes will contribute little to the permeability.
【作者单位】: 华侨大学岩土工程研究所;大连理工大学土木与水利学院;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013503) 国家自然科学基金项目(51374112) 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK1304) 福建省自然科学基金计划项目(2014J01160)
【分类号】:TU45
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 李飞;袁梅;;多孔介质渗流场数值模拟分析[J];矿业研究与开发;2012年01期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 解衡,高祖瑛;200MW低温供热堆非对称运行数值研究[J];核动力工程;2001年06期
2 刘学强;闫晓;肖泽军;;多孔介质内单相流阻力特性[J];核动力工程;2009年05期
3 葛晓光;淮河采矿塌陷区河堤渗透稳定性数值分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年04期
4 马利成;唐汝众;仝兴华;薛世峰;;孔隙-裂隙双重变形介质中的油水两相流动理论研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年01期
5 陈新民;梁胜;;基于ALE方法的油水两相流固耦合模型研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年06期
6 严良文;潘雷;阚树林;;折流杆换热器的数值模拟及相关结构参数选择[J];化工机械;2009年02期
7 李润民;察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿在开采中尚需进行的研究工作[J];化工矿产地质;1996年03期
8 高川博;姜斌;黄国强;王琦;;土壤污染物溶质运移模型研究进展[J];环境保护科学;2006年05期
9 冯效毅;滕洁;刘春阳;张宇峰;;污染物在土壤中运移模型的研究进展[J];环境监测管理与技术;2006年03期
10 李庭婷;李双跃;贾林;綦海军;李翔;金应贵;;MSW箱内排气压缩数值模拟与实验研究[J];环境工程学报;2011年12期
相关会议论文 前10条
1 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 王建省;董勤喜;;热流固耦合动态边界理论研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
4 程泽林;熊峻江;彭勃;罗楚养;;RTM整体成型复合材料结构制造缺陷逆向分析[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
5 罗云烽;段跃新;肇研;;复合材料起落架的铺层设计及RTM工艺模拟[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
6 熊用;丁学俊;;电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
7 刘曰武;刘俊丽;;渗流力学的发展及应用[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年
8 赵全生;;济南地区双重孔隙介质溶质运移数学模型研究[A];中国地质科学院水文地质工程地质研究所文集(7)[C];1991年
9 代晓青;曾竟成;肖加余;江大志;邢素丽;;水平集方法模拟反应性树脂体系一维流动界面[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
10 愪保平;赵阳升;赵延林;康志勤;;层状盐岩储库长期运行腔体围岩流变破坏及渗透现象研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
相关博士学位论文 前10条
1 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
3 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年
4 丁妍羽;基于化学流变学的树脂传递模塑工艺过程的数值模拟及灵敏度分析[D];山东大学;2011年
5 阳富强;金属矿山硫化矿自然发火机理及其预测预报技术研究[D];中南大学;2011年
6 李亮;基于遥感技术与HYDRUS-1D模型河套灌区盐荒地水盐运移规律研究[D];内蒙古农业大学;2011年
7 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 沈瑞;低渗透油藏水平井渗流规律与油藏工程研究[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2011年
9 钟辉智;多孔建筑材料热湿物理性能研究及应用[D];西南交通大学;2011年
10 刘颀;炭石墨非线性渗流规律研究及浸渍锑实验分析[D];中国矿业大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
4 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 马俊;球床多孔介质通道高速区流动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 徐鑫;蓄热电池一体化结构设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘小杰;兴阜矿3318工作面采空区自燃三带数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 陈良;铁磁流体在多孔介质中的流动[D];湘潭大学;2010年
9 王军政;基于弱流固耦合方法的换热器流体诱导振动失效分析[D];华东理工大学;2011年
10 谭永南;空气滤清器的仿真分析与试验研究[D];浙江大学;2010年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 孙明贵,李天珍,黄先伍,陈荣华;破碎岩石非Darcy流的渗透特性试验研究[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2003年02期
2 赵阳升,杨栋,郑少河,胡耀青;三维应力作用下岩石裂缝水渗流物性规律的实验研究[J];中国科学E辑:技术科学;1999年01期
3 刘玉庆,李玉寿,孙明贵;岩石散体渗透试验新方法[J];矿山压力与顶板管理;2002年04期
4 孟召平,彭苏萍,凌标灿;不同侧压下沉积岩石变形与强度特征[J];煤炭学报;2000年01期
5 徐文杰;胡瑞林;王艳萍;;基于数字图像的非均质岩土材料细观结构PFC~(2D)模型[J];煤炭学报;2007年04期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张秀勇,刘汉龙,刘广明,Aly H.Mahfouz;南通市长江堤防渗透性能数值模拟研究[J];防灾减灾工程学报;2004年03期
2 杨天鸿;赵兴东;冷雪峰;唐春安;;地下开挖引起围岩破坏及其渗透性演化过程仿真[J];岩石力学与工程学报;2003年S1期
3 漆小波;张占文;高聪;李波;魏胜;;惯性约束聚变靶用空心玻璃微球的渗透性能[J];强激光与粒子束;2012年10期
4 谢彤芳,沈珍瑶;低渗透性多孔介质渗透性能测定评述[J];地下水;1997年03期
5 周春圣;李克非;;含裂纹夹杂多孔材料的渗透性理论与数值分析[J];工程力学;2013年04期
6 陈永贵;叶为民;王琼;陈宝;;砂-膨润土混合屏障材料渗透性影响因素研究[J];工程地质学报;2010年03期
7 严耿升;张虎元;李海鹏;胡向阳;;改良黄土渗透试验研究[J];粉煤灰;2013年06期
8 吴爱祥,李青松,尹升华,姜立春;改善高泥矿堆渗透性的机理研究[J];湘潭矿业学院学报;2003年04期
9 王晓辉;;混凝土的渗透性能实验研究方法进展[J];民营科技;2009年12期
10 卢平,沈兆武,朱贵旺,方恩才;岩样应力应变全程中的渗透性表征与试验研究[J];中国科学技术大学学报;2002年06期
相关会议论文 前10条
1 朋改非;刘叶锋;郝挺宇;;国内外混凝土表面层渗透性现场测试技术现状:综述[A];沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2004年
2 李敏;钱春香;孙伟;;高强混凝土火灾后渗透性能的变化[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(下册)[C];2003年
3 李敏;钱春香;;高强混凝土火灾后渗透性能的变化[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 许四法;洪波;杨杨;张祥生;毛玉红;;关于垃圾填埋场渗滤系统渗透性能经时变化的研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
5 李映苓;王国兴;赵逸云;唐智杰;;有序壳聚糖膜对青蒿素的渗透性能研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集(上册)[C];2005年
6 王芳;杨明昌;严丽雪;顾春媛;;土工合成材料膨润土垫渗透性能的试验研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
7 李映苓;唐智杰;赵逸云;李学习;;有序壳聚糖膜对神衰果素的渗透性能研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集(上册)[C];2005年
8 高翔;李庆华;徐世p,
本文编号:1881994
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/1881994.html