基于XDMT成像技术的胶体沉积导致多孔介质内部空间变异性研究
发布时间：2021-11-10 05:32
水体中的胶体颗粒可以通过吸附污染物形成胶体污染物颗粒,从而促进污染物的运移。而胶体颗粒在土壤、含水层和河床等多孔介质中的运移、沉积和释放等动力学过程,将会对介质的内部结构及其渗透性能等产生一定的影响,这种由于颗粒沉积而导致多孔介质渗透性能下降的现象称为堵塞。堵塞会导致介质的渗透性能发生空间变异性,而渗透性能的空间变异性又会直接影响到胶体颗粒的运移过程,这种现象往往会对诸如污水过滤设施、病原体和污染物在地下水中的运移、石油开采、地下水的原位修复等工程应用产生较大的影响。目前对于胶体颗粒在多孔介质中的动力学过程研究多是依赖于中等尺度（10～3-100m）的室内土柱实验进行的,但对于胶体沉积对多孔介质的内部结构变化的孔隙尺度（10-6m）研究却十分缺乏。研究表明,孔隙结构对胶体颗粒的动力学过程具有重要的影响。本论文以X射线差异微断层扫描（XDMT）技术为基本工具,实现了对多孔介质及其内部结构的三维无损成像,并应用格子波尔兹曼法（LB法）,对多孔介质内部结构的空间变异性进行了量化分析,从孔隙尺度评价颗粒沉积对多孔介质的局部孔隙率和渗透率等参数的影响,主要研究工作有：（1）利用XDMT技术对富砷...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 胶体颗粒运动的实验研究现状
1.2.2 胶体颗粒的理论研究现状
1.2.3 胶体颗粒运移研究的技术方法现状
1.2.4 影响胶体颗粒动力学过程的控制因素
1.2.5 多孔介质内部结构的空间变异性研究
1.3 研究方法、内容与技术路线
1.3.1 研究方法
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 原理与方法
2.1 X射线差异微断层扫描原理
2.2 计算机图像处理技术
2.2.1 图像预处理技术
2.2.2 图像参数采集技术
2.3 格子波尔兹曼法
2.3.1 格子波尔兹曼法简介
2.3.2 格子波尔兹曼法基本原理
2.3.3 格子波尔兹曼法模拟步骤
2.3.4 格子波尔兹曼法计算流程
2.4 本章小结
第三章 多孔介质内部结构与胶体沉积物的成像技术研究
3.1 研究背景
3.2 材料与方法
3.2.1 样品制备
3.2.2 样品扫描与图像处理
3.3 多孔介质及其内部结构的三维成像研究
3.3.1 样品结构三维可视化的实现
3.3.2 含砷沉积物的分布与形态特点
3.4 本章小结
第四章 多孔介质中胶体沉积物分布规律及与孔隙结构相关性研究
4.1 概述
4.2 胶体沉积物在多孔介质中的分布规律研究
4.2.1 材料与方法
4.2.2 胶体沉积物分布规律的地质学统计分析
4.2.3 结果讨论
4.3 多孔介质内部结构与胶体沉积物分布相关性研究
4.3.1 小波分析概述
4.3.2 数据分析
4.3.3 结果讨论
4.4 本章小结
第五章 基于三维成像技术的河床介质形成过程模拟研究
5.1 研究背景
5.2 实验与方法
5.2.1 水槽试验
5.2.2 样品扫描与图像处理
5.2.3 格子波尔兹曼模拟
5.3 结果与分析
5.3.1 水槽试验结果
5.3.2 样品扫描结果分析
5.3.3 样品几何参数分析
5.3.4 LB法模拟结果分析
5.4 本章小结
第六章 基于三维成像技术的河流-河床系统胶体颗粒沉积过程模拟研究
6.1 实验与方法
6.1.1 水槽试验与XDMT扫描
6.1.2 LB模拟
6.2 结果与分析
6.2.1 样品三维可视化分析
6.2.2 河床介质局部孔隙率变化分析
6.2.3 河床介质局部渗透率变化分析
6.3 本章小结
结论与建议
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]交叉小波变换在水轮机非平稳信号分析中的应用[J]. 张进,冯志鹏,卢文秀,褚福磊. 中国电机工程学报. 2010(23)
[2]铜锣山隧道涌水对降水的响应特征研究[J]. 刘建,刘丹. 工程勘察. 2010(02)
[3]交叉小波变换在区域气候分析中的应用[J]. 孙卫国,程炳岩. 应用气象学报. 2008(04)
[4]富砷地下水研究进展[J]. 郭华明,杨素珍,沈照理. 地球科学进展. 2007(11)
[5]空间信息统计学在环境科学领域的应用进展[J]. 吕连宏,刘淑春,王薇,陈袁袁,张征. 地质灾害与环境保护. 2005(02)
[6]地下环境中胶体促使下的污染物运移研究进展[J]. 刘庆玲,徐绍辉. 土壤. 2005(02)
[7]基于小波变换的GPS周跳探测方法[J]. 王贵文,范东明. 铁道勘察. 2004(02)
[8]山阴水砷中毒区地下水砷的富集因素分析[J]. 郭华明,王焰新,李永敏. 环境科学. 2003(04)
[9]水文序列周期成分和突变特征识别的小波分析法[J]. 王文圣,丁晶,衡彤,向红莲. 工程勘察. 2003(01)
[10]饮用水中砷的危害及除砷措施[J]. 赵素莲,王玲芬,梁京辉. 现代预防医学. 2002(05)
博士论文
[1]小波分析及其应用的几个问题[D]. 王德华.湖南大学 2006
本文编号：3486678
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 胶体颗粒运动的实验研究现状
1.2.2 胶体颗粒的理论研究现状
1.2.3 胶体颗粒运移研究的技术方法现状
1.2.4 影响胶体颗粒动力学过程的控制因素
1.2.5 多孔介质内部结构的空间变异性研究
1.3 研究方法、内容与技术路线
1.3.1 研究方法
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 原理与方法
2.1 X射线差异微断层扫描原理
2.2 计算机图像处理技术
2.2.1 图像预处理技术
2.2.2 图像参数采集技术
2.3 格子波尔兹曼法
2.3.1 格子波尔兹曼法简介
2.3.2 格子波尔兹曼法基本原理
2.3.3 格子波尔兹曼法模拟步骤
2.3.4 格子波尔兹曼法计算流程
2.4 本章小结
第三章 多孔介质内部结构与胶体沉积物的成像技术研究
3.1 研究背景
3.2 材料与方法
3.2.1 样品制备
3.2.2 样品扫描与图像处理
3.3 多孔介质及其内部结构的三维成像研究
3.3.1 样品结构三维可视化的实现
3.3.2 含砷沉积物的分布与形态特点
3.4 本章小结
第四章 多孔介质中胶体沉积物分布规律及与孔隙结构相关性研究
4.1 概述
4.2 胶体沉积物在多孔介质中的分布规律研究
4.2.1 材料与方法
4.2.2 胶体沉积物分布规律的地质学统计分析
4.2.3 结果讨论
4.3 多孔介质内部结构与胶体沉积物分布相关性研究
4.3.1 小波分析概述
4.3.2 数据分析
4.3.3 结果讨论
4.4 本章小结
第五章 基于三维成像技术的河床介质形成过程模拟研究
5.1 研究背景
5.2 实验与方法
5.2.1 水槽试验
5.2.2 样品扫描与图像处理
5.2.3 格子波尔兹曼模拟
5.3 结果与分析
5.3.1 水槽试验结果
5.3.2 样品扫描结果分析
5.3.3 样品几何参数分析
5.3.4 LB法模拟结果分析
5.4 本章小结
第六章 基于三维成像技术的河流-河床系统胶体颗粒沉积过程模拟研究
6.1 实验与方法
6.1.1 水槽试验与XDMT扫描
6.1.2 LB模拟
6.2 结果与分析
6.2.1 样品三维可视化分析
6.2.2 河床介质局部孔隙率变化分析
6.2.3 河床介质局部渗透率变化分析
6.3 本章小结
结论与建议
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]交叉小波变换在水轮机非平稳信号分析中的应用[J]. 张进,冯志鹏,卢文秀,褚福磊. 中国电机工程学报. 2010(23)
[2]铜锣山隧道涌水对降水的响应特征研究[J]. 刘建,刘丹. 工程勘察. 2010(02)
[3]交叉小波变换在区域气候分析中的应用[J]. 孙卫国,程炳岩. 应用气象学报. 2008(04)
[4]富砷地下水研究进展[J]. 郭华明,杨素珍,沈照理. 地球科学进展. 2007(11)
[5]空间信息统计学在环境科学领域的应用进展[J]. 吕连宏,刘淑春,王薇,陈袁袁,张征. 地质灾害与环境保护. 2005(02)
[6]地下环境中胶体促使下的污染物运移研究进展[J]. 刘庆玲,徐绍辉. 土壤. 2005(02)
[7]基于小波变换的GPS周跳探测方法[J]. 王贵文,范东明. 铁道勘察. 2004(02)
[8]山阴水砷中毒区地下水砷的富集因素分析[J]. 郭华明,王焰新,李永敏. 环境科学. 2003(04)
[9]水文序列周期成分和突变特征识别的小波分析法[J]. 王文圣,丁晶,衡彤,向红莲. 工程勘察. 2003(01)
[10]饮用水中砷的危害及除砷措施[J]. 赵素莲,王玲芬,梁京辉. 现代预防医学. 2002(05)
博士论文
[1]小波分析及其应用的几个问题[D]. 王德华.湖南大学 2006
本文编号：3486678
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3486678.html
