基于显微CT技术的煤体微观孔隙结构构建及低压水渗流数值模拟

发布时间：2024-05-08 00:27

　　煤是一种复杂的多孔介质材料,其内部含有大量孔隙,这些孔隙的大小、形态和排列方式各不相同,构成了众多的结构。煤的微观孔隙结构不仅影响其孔隙度、渗透率等物理性质,对其宏观物化参数如密度、吸水性、注水软化性及弱化性等也有很大的影响,进而在很大程度上决定了气液在煤岩层中的赋存状态和流动特性。高分辨率显微CT成像技术和可视化软件技术的发展,为我们揭露“摸不清,看不见”的煤体微观孔隙结构及渗流特性等物理力学过程或机制提供了可能。随着研究的不断深入,从微观孔隙结构层面揭示煤岩体孔隙特征及内部流体渗流特性已然成为岩石力学和流体动力学等领域的研究热点。鉴于此,本文采用理论分析、实验测试及数值模拟相结合的方法,对煤体数字岩心的实现过程、基于滤波及灰度分割技术的煤体微观孔隙结构模型提取和煤体微观层面孔隙渗流特性进行了较为深入的研究,从而逐步展开了“基于显微CT技术的煤体微观孔隙结构构建及低压水渗流特性数值模拟”的研究。该方向的拓展研究,对从微观层面研究煤体微观孔隙结构内部渗流规律提供了新的思路和途径,为探讨煤体微观结构应力应变及离散元分析提供了启示。本文首先介绍了显微CT技术的基本概念及所用实验设备nano...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ｎａｎｏＶｏｘｅｌ－２０００系列Ｘ射线三维显微镜图??Ｆｉｇ．?２．１?ＮａｎｏＶｏｘｅｌ－２０００?ｓｅｒｉｅｓ?Ｘ￣ｒａｙ?３Ｄ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ??

２．１．２显微ＣＴ设备??本文实验所用微ＣＴ设备为天津三英精密仪器有限公司生产的??ｎａｎｏＶｏｘｅｌ－２０００系列Ｘ射线三维显微镜。如图２．１所示。??Ｉｄ．??ｇ?ｒ￣?＊?＿??图２．１?ｎａｎｏＶｏｘｅｌ－２０００系列Ｘ射线三维显微镜图??Ｆｉｇ．?２．１?ＮａｎｏＶｏｘ....

图２．２?Ｘ射线三维显微镜内部结构布局??Ｆｉ．?２．２?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?Ｘ－ｒａｙ３Ｄ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ??

图２．２?Ｘ射线三维显微镜内部结构布局??．?２．２?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?Ｘ－ｒａｙ?３Ｄ?ｍｉｃｒｏｓｃ像??穿过物体时，该物体会吸收入射光子，使，这就是光电效应现象。假设材料分布均定律，入射强度为／。的Ｘ射线照射材料时／?＝?Ｉ０ｅ?＾穿....

图23谁束扫描几何结构

?ＤＫ重建理论??Ｋ重建算法是对不经过几何中心平面的锥束投影数据进行处理后反投影算法重建的一种滤波反投影算法。其原理为将需要处理几何中心平面上的扇束通过旋转一定角度得到的投影数据，再理从而得到一组更加贴近实际情况的数据［４８］。??Ｋ重建算法并非可以完全应用到任何情况下，而是需要....

图２．４锥束三维重建的几何坐标关系??Ｆｉｇ．?２．４?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｎｅ?ｂｅａｍ?３Ｄ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??

图２．４锥束三维重建的几何坐标关系??Ｆｉｇ．?２．４?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｎｅ?ｂｅａｍ?３Ｄ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??锥形束ＣＴ圆周扫面轨迹的三维重建几何坐标关系如图２．４所示，其中，??Ｏｔｚ为虚拟探测器投影数据坐标....

本文编号：3967221