高庙子膨润土孔隙结构多尺度特征及其渗流特性研究

发布时间：2023-05-25 05:12

　　作为我国高放核废料深地质处置库工程屏障缓冲/回填材料的首选材料,高庙子膨润土自身的渗流特性直接关系到处置库的整体密封性能,进而决定着处置库能否安全有效地将高水平放射性核废料进行长期隔离。事实上,高庙子膨润土的渗流特性直接取决于其内部的微观孔隙空间结构特征。因此,研究高庙子膨润土内部微观孔隙结构特征、流体渗流特性及二者之间的相互关系具有十分重要的现实意义。本论文综合运用三维数字模型重构理论、孔隙结构特征表征理论、孔隙网络模型构建理论和孔隙级渗流模拟理论,从微观角度对高庙子膨润土的多尺度孔隙结构特征及其渗流特性进行了系统的研究,并获得了如下创新性成果:(1)综合考虑高庙子膨润土不同尺度孔隙结构三维数字模型重构的精度、效率及经济成本因素,除直接使用CT和FIB/SEM三维扫描成像技术分别完成纳米级和微米级孔隙结构模型的重构外,提出了一种基于增量计算来对统计函数进行更新的改进模拟退火数值重构算法,并随后使用该算法分别完成了纳米级和亚微米级孔隙结构模型的重构。改进模拟退火算法较传统算法具有更高的模型重构效率,从而使得大尺寸试样的数值重构成为可能。(2)基于灰度图像内部像素点的灰度梯度信息,通过分...

【文章页数】：193 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究问题的提出
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容与方法
    1.5 研究主要创新点
2 高庙子膨润土材料信息
    2.1 地质背景
    2.2 材料属性
    2.3 试样制备
    2.4 本章小结
3 高庙子膨润土三维数字模型重构原理
    3.1 三维图像获取方法
    3.2 图像预处理
    3.3 图像分割
    3.4 表征单元体研究
    3.5 三维重构模型优化
    3.6 本章小结
4 高庙子膨润土孔隙结构多尺度特征表征
    4.1 多尺度孔隙结构模型构建
    4.2 孔隙结构特征表征
    4.3 常规测试方法对比
    4.4 本章小结
5 高庙子膨润土孔隙网络模型构建及孔隙空间特性表征
    5.1 孔隙网络模型构建理论
    5.2 孔隙空间特性表征
    5.3 孔隙网络模型构建结果及孔隙空间特性分析
    5.4 本章小结
6 高庙子膨润土渗流特性研究
    6.1 渗透率预测数学理论模型
    6.2 渗透率预测数值模拟计算
    6.3 渗透率测试宏观物理实验
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要研究结论
    7.2 研究工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3822997