首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
多孔介质渗透率的分形描述   总被引:13,自引:1,他引:13       下载免费PDF全文
刘晓丽  梁冰  薛强 《水科学进展》2003,14(6):769-773
针对土壤、岩石等多孔介质结构的复杂性,从其结构形成的物理机制和达西定律出发,利用分形几何理论,将土壤等作为在统计意义上具有分形特征的多孔介质来研究其水力参数与结构之间的关系,建立了饱和多孔介质渗透率与其分维数之间的定量化的函数式。试验应用扫描电镜法研究了多孔介质断面微结构并算出分维数。试验结果表明:利用该模型预测的多孔介质渗透率与实测值基本吻合,能够比较精确地预测多孔介质水力参数。  相似文献   

2.
为研究开采过程中煤岩力学行为及渗透率演化规律,运用含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统,进行了不同加卸载条件下原煤力学及渗流试验,分析了加卸载应力作用对煤岩变形及渗流规律的影响,得到了剪胀角随塑性剪切应变的变化关系,发现了塑性剪切应变在1.6%左右会出现剪胀角急剧变化的现象。根据试验现象和结果,考虑煤岩结构对渗透率的影响,对煤岩在弹性阶段和屈服损伤后的结构进行简化,基于火柴棍模型及渗流理论分析,从应变的角度出发,探讨了加卸载应力对煤岩渗透率的影响,建立了两个不同阶段的渗透率模型(即弹性阶段和损伤阶段),基于不同阶段的渗透率模型和剪胀角规律,构建了煤岩全过程渗透率模型。所构建的渗透率模型与试验结果对比吻合效果较好,验证了该模型的适用性,可以为实现煤与瓦斯共采提供一定的理论依据。  相似文献   

3.
裂隙岩体非饱和渗流的分形模型   总被引:4,自引:2,他引:2  
任强  徐卫亚 《岩土力学》2008,29(10):2735-2740
基于毛细吸持理论和Sierpinski空间的假定,建立了用分维数表示的毛细压力-有效饱和度及毛细压力-相对渗透系数关系的裂隙岩体非饱和渗流分形模型。根据Monte-Carlo模拟技术由平硐资料生成三维裂隙网络,利用盒维数方法计算裂隙岩体体积分维数。探讨了分维数与裂隙渗透率的关系。结合糯扎渡水利工程实例,将模型计算结果与Brook-Corey模型对比,结果表明相对渗透率主要受最大裂隙开度的影响,当裂隙开度范围不大时,分形模型可较好描述岩体裂隙的毛细压力与有效饱和度的关系。当裂隙开度范围较大时, ,忽略最大裂隙开度,模型可以等价于Brook-Corey模型。  相似文献   

4.
杨斌  徐曾和  杨天鸿  杨鑫  师文豪 《岩土力学》2018,39(11):4017-4024
煤矿开采面临的水文地质条件越来越复杂,尤其是遭遇承压含水层的水压力越来越大,突水灾害发生时必然会带来高水力梯度引起的破碎岩体突水通道内高速非线性渗流问题。据此,研制高水力梯度(最大600)条件下堆积型多孔介质中高速非线性渗流试验装置,采用堆积型钢球模拟破碎岩体,对粒径为1、2、3、4、5、6 mm共6种光滑钢球分别开展了一维均质圆柱渗流试验。试验结果表明:对于由1~6 mm钢球堆积而成的孔隙率为0.44~0.45的多孔介质,当水力梯度大于145时,通过分析水力梯度-平均流速(J-v)曲线和水力梯度-雷诺数(J-Re)关系曲线,将流动状态划分为3个模式:线性层流、非线性层流、紊流,并获得了从线性层流过渡到非线性层流的临界流速为0.23~0.78 cm/s、临界水力梯度为3~8;从层流到紊流转捩的临界流速为1.6~4.8 cm/s、临界水力梯度为90~145。从小粒径多孔介质到大粒径多孔介质的渗流过程中,临界流速越来越大,而临界水力梯度逐渐减小。 渗透率与粒径的平方、非达西流影响系数与粒径的倒数均呈线性正相关,非达西流影响系数随着渗透率的增加呈指数减小。该研究对多孔介质非线性渗流的理论研究以及实际工程中高承压含水层突涌水问题有重要借鉴意义。  相似文献   

5.
利用毛管压力曲线分形分维方法研究流动单元   总被引:3,自引:0,他引:3  
利用取心井铸体薄片获得的图像资料和毛管压力曲线,通过图像分形几何学方法以分维数的形式定量地表征出了复杂的微观孔隙喉道结构特征,发现能够很好地划分和评价孔隙岩石中油、气、水的渗流差异,可以用于储层微观流动单元表征。文中阐述了岩石微观孔隙喉道结构分形的理论基础、计算方法和应用于表征流动单元的依据。建立了中国西部砾岩低渗透油藏微观孔隙喉道分维数与孔隙度、渗透率之间计算图版,据此在油藏中利用常规测井资料获得的孔隙度、渗透率参数计算微观孔隙喉道分维数,开展全油藏流动单元划分与评价,取得了良好的效果。研究结果表明,利用毛管压力曲线分形分维方法研究储层微观流动单元是一种很有效的途径。  相似文献   

6.
李杨  佘成学 《岩土力学》2018,39(8):2951-2959
围绕堆石料单粒强度尺寸效应的颗粒流模拟方法展开研究。首先,基于FISH二次开发建立了堆石料的随机不规则单粒模型,充分考虑堆石料的形状特征和破碎现象;然后,建立了堆石料单粒强度尺寸效应的等效模拟方法,以单粒强度随其粒径的变化规律为基础,推导了堆石料模型中细观黏结强度与堆石料等效粒径的负指数经验公式;其次,基于建立的数值模型对堆石料的室内单粒压缩试验进行仿真模拟,验证数值模型的正确性和合理性,并对较大粒径堆石料的单粒强度进行模拟预测,突出数值试验的优势;最后,基于建立的数值模型对相同粒径不同形状特征堆石料的单粒强度分布特征进行模拟研究。研究结果表明:(1)堆石料内部缺陷含量和尺寸随粒径增加对其单粒强度所产生的尺寸效应,可通过堆石料模型中细观强度参数随粒径折减进行等效模拟;(2)形状特征对堆石料的破裂机制具有重要影响,方形颗粒为压剪破裂,单粒强度较高,而随机不规则颗粒和圆形颗粒为拉剪或劈裂,单粒强度相对较低;(3)拉剪或劈裂条件下,堆石料形状越不规则,其单粒强度的离散程度越高,反之则离散程度越低。相关研究成果可为进一步研究荷载作用下堆石体内各粒径段堆石料的破碎量奠定基础,从而更加真实地反映堆石体的级配演化规律。  相似文献   

7.
张庆艳  陈卫忠  袁敬强  刘奇  荣驰 《岩土力学》2020,41(6):1911-1922
为了研究富水断层破碎带隧道突水突泥灾害演化机制,自行研制了一套可考虑质量迁移及地应力状态的大型室内突水突泥试验系统。利用该装置开展了不同水压加载方式、不同破碎带介质参数等条件的断层破碎带突水突泥灾害演化过程模拟试验。结果表明:(1)断层破碎带突水突泥灾害演化是渗流?侵蚀强耦合过程,在水压作用下,破碎带介质中的细颗粒首先发生迁移,导致充填介质孔隙结构增加,进而加速细颗粒流失,促使涌水率不断增长,随着细颗粒不断迁移流失,水流流态由层流转换为紊流,最终诱发突水突泥灾害;(2)破碎带介质初始孔隙率和施加水压越大越易诱发突水突泥,介质渗流演化特征越明显,渗流场参量如渗透率、孔隙率、雷诺数增加越快,且渗流场参量演化曲线出现突增现象;(3)梯度水压加载模式下断层破碎带介质较恒定水压加载条件下突水突泥演化特征更明显,介质发生突水突泥的临界水压更小。在此基础上,基于涌水率?时间(Q-t)、水力梯度?涌水率(i-Q)关系的流态转换分析和基于渗透率?水力梯度(k-i)关系的渗透性演化特征,建立了断层破碎带渗透演化特征概化模型。该研究结果对于断层破碎带突水突泥灾害演化机制与防治措施具有一定的理论指导价值。  相似文献   

8.
申林方  王志良  李邵军 《岩土力学》2015,36(Z2):689-694
为了研究土体的细观渗流特性,假设土体是完全饱和且在渗流过程中水分的流动始终处于层流状态。考虑宏观统计参数(孔隙率、渗透率及有效黏滞系数等)的影响,基于表征体元(REV)尺度的格子博尔兹曼(Boltzmann)方法,建立了压力作用下土体细观渗流的数值模型。采用D2Q9模型考虑水分流动的离散速度分布,宏观边界条件为左右侧面为不透水边界 ,上下边界设置不同的密度来控制压力边界,在微观边界条件上采用非平衡态外推格式。编制相应的计算程序,将计算区域内的多孔介质材料设置成流体(孔隙率 1.0,渗透率 ),验证了经典的Poiseuille流。此外,结合算例分别讨论了土体在压力作用下孔隙率、渗透率及渗透压力等影响因素与渗流速度的相互关系,研究表明该数值方法与Darcy定律得到的计算结果较为吻合。因此,基于REV尺度的格子Boltzmann方法可以有效地模拟土体的渗流机制,为进一步研究土体渗流特性提供了一种新的研究手段。  相似文献   

9.
地下工程中破碎岩体往往处于三向应力状态,此类岩体具有孔隙率大、渗透性高等特点,在地应力与高水头作用下易发生渗流失稳破坏,诱发突水灾害。为研究三轴应力下破碎砂岩的渗透特性,运用自主研发的破碎岩石三轴渗流试验系统,采用稳态渗透法进行5种粒径破碎砂岩的渗流试验,得到了三轴应力下破碎砂岩渗透特性变化规律,推导了有效应力与渗流速度之间的关系。试验结果表明:三轴应力下破碎砂岩的有效应力与渗流速度呈线性关系,且轴向位移越大时,随有效应力的增加渗流速度减小的幅度越小;三轴应力下5种粒径破碎砂岩的孔压梯度与渗流速度服从Forchheimer关系,两者之间的相关系数达0.95以上;轴向位移恒定时,随着围压的增大,破碎砂岩渗透率k减小,非Darcy流β因子增大,各级轴向位移下,破碎砂岩的渗透率与围压之间呈指数函数关系;随着孔隙率的减小,5种粒径的破碎砂岩渗透率呈减小趋势,非Darcy流β因子整体增大,且渗透率量级为10-14~10-11 m2,非Darcy流β因子的量级为106~1012 m-1。  相似文献   

10.
张鹏远  白冰  蒋思晨 《岩土力学》2016,37(5):1307-1316
为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉(悬浮颗粒)和荧光素钠(示踪剂)在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度(0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s)、两种不同多孔介质(石英砂和玻璃球)的悬浮颗粒和示踪剂全组合下的20条穿透曲线。根据试验结果,研究孔隙结构、渗流速度对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积过程中水动力作用机制、弥散效应、加速效应的影响。研究表明,悬浮颗粒的穿透曲线可以用一阶沉积动力学对流弥散方程的解析解来描述。随着渗流速度的增大,水动力学作用对颗粒出流浓度的影响越来越大,而孔隙结构的影响则相对减弱。同时,存在一个临界渗流速度值。当渗流速度超出该值时,悬浮颗粒迁移要快于示踪剂,而且临界渗流速度对于玻璃球和石英砂两种多孔介质是不同的;其次,在两种介质中,随渗流速度增大,弥散度增加,回收率和回收悬浮颗粒粒径增大,沉积系数先增大后减小。此外,在孔隙比相近的情况下,悬浮颗粒在玻璃球介质中的回收率要大于其在石英砂中的。可见,孔隙结构和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越大,孔隙结构的作用越明显。  相似文献   

11.
介绍某低品位伟晶花岗岩型铀矿石矿物特性。研究在混合氧化剂存在条件下的这种难浸矿石的堆浸工艺。500 t半工业结果表明:试验解决了该类型矿石堆浸工艺,达到了工业生产要求的技术指标。  相似文献   

12.
铀矿堆浸浸出法进行铀矿采集生产时存在着矿料浸出率过低、溶解酸耗量过大、产生较大环境污染等问题。以江西某铀矿作为研究对象,通过堆浸试验进行分析研究,优化铀矿堆浸的工艺参数:铀矿堆浸高度宜为3.5~4.0m,矿石粒径级配为6~8mm,在喷淋浸出初期(0~30d)采用20g/L的浓硫酸进行喷淋,喷淋强度宜为15L/(h·m2),在喷淋浸出期(30d~60d)采用20g/L的浓硫酸进行喷淋,喷淋强度宜为20L/(h·m2),在喷淋浸出后期(60d~120d)采用10g/L的浓硫酸进行喷淋,喷淋强度宜为8L/(h·m2)。  相似文献   

13.
马俊  赵占清 《吉林地质》1999,18(2):46-49
本文从赤卫沟金矿的矿石性质、矿石加工、池浸方法、金银回收方面,介绍了贫硫化物、金颗粒细微、有一定氧化程度的金矿池浸生产实践。从而推荐一种简便、回收率高、投资少、见效快的提工方法-池浸,以便促进矿业开发工作更快发展。  相似文献   

14.
铀矿地表堆浸对环境的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
文章以国内2座开采历史较长的铀矿山为例,研究了铀矿地表堆浸生产对环境的影响。按照核工业辐射环境评价的基本要求,主要从矿山废物等的表面氡析出率、废水的放射性核素质量浓度、废渣的γ辐射水平及其放射性核素质量浓度等几个方面进行调查,并与2座矿山生产前期(以常规水冶生产为主)对环境所产生的影响进行比较,评价地表堆浸的优劣;结合地表堆浸的特点提出了改进的措施和建议。  相似文献   

15.
江西大布铀矿床溶浸地质条件及溶浸方法研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
张鸿 《铀矿地质》2000,16(3):180-186
本文围绕溶浸采矿这个主题 ,从岩、矿石的物质成分 ;矿石结构构造 ;铀的存在形式 ;岩、矿石物理力学参数 ;矿体形态、产状、规模及矿床水文地质等诸多方面阐述了大布铀矿床溶浸的天然地质条件 ,并通过一系列矿石铀浸出工艺试验 ,获得大量溶浸工艺参数 ,提出大布铀矿床以原地破碎浸出辅以堆浸为最佳采矿方案。  相似文献   

16.
李建红  罗毅  王明太  孙志富  周青生 《铀矿地质》2001,17(3):168-173,149
本文从矿床的地质评价入手,对矿体形态、产状、规模,矿石的物质成分,矿石结构构造,铀的存在形式,矿床水文地质、工程地质等诸多方面进行了矿床溶浸天然地质条件研究;通过对低品位、大块度的铀矿石进行柱浸工艺试验,获得了一系列溶浸工艺参数;归纳分析出高昔、牛尾岭矿床的矿石灰第2类有利溶浸类型;提出常规采治法、原地破碎浸出和堆浸相结合的采治方案。  相似文献   

17.
江西大布铀矿床溶浸地质条件及溶浸方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
张鸿 《江西地质》2000,14(3):209-213
本文围绕溶浸采矿这个主题,从岩、矿石的物质成分;矿石结构构造;铀的存在形式;岩、矿石物理力学参数;矿体形态、产状、规模及矿床水文地质等方面阐述了大布铀矿床溶浸的天然地质条件,并通过一系列矿石铀浸出工艺试验,获得了大量溶浸工艺参数,提出大布铀矿床以原地破碎浸出辅以堆浸为最佳采矿方案。  相似文献   

18.
云南广南某金矿浸出工艺试验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
李桦 《四川地质学报》2009,29(4):492-493,496
阐述云南广南某金矿矿石矿物成分、化学成分基础上,对该金矿矿石进行了全泥氰化试验和柱浸试验可行性研究。实验研究表明:A样柱浸尾渣金品位为0.06g/t,渣计金浸出率为91.9%,氰化钠耗量为255g/t;B样柱浸尾渣金品位为0.06g/t,渣计金浸出率为909%,氰化钠耗量为310g/t,试验结果证明该矿样为易浸矿石,试验为下步现场试验提供了技术依据.  相似文献   

19.
以取自泥石流易发区的182个砾石土土样为基础,进行室内颗分试验,通过分形理论计算各土样的分维值,经计算发现,泥石流源区砾石土以一重分形为主,一重分形的土样占样本总数的88.46%,一重分形土样的分维值介于2.250~2.798之间;以此数据为基础配置土样,通过自制、可控的常水头试验装置进行渗透试验。试验结果表明,渗透系数k与分维值D之间有极显著的相关性,且在干密度为1.8 g/cm3时相关性最好。通过多元回归分析发现,不同密度条件下,k与D之间均有较好的幂函数关系;相同的分维值条件下土样的渗透系数随密度的增大呈减小的趋势,分维值在2.450~2.600之间时,样本的干密度 与渗透系数k之间的幂函数关系较为明显。试验结果可以为泥石流启动的临界雨量研究提供理论基础,提高已有预报模型的普适性及精度。  相似文献   

20.
贵州省兴义市雄武地区金矿主要为卡林型,其次为红土型,矿床受断裂构造控制,矿石为中等含硫微细浸染状氧化矿石。目前浅部矿石已基本采完,深部矿石品位较低(0.8~1.8 g/t),因此有效提高低品位矿石浸出率和金回收率至关重要。研究表明,筑堆时矿石粒度和喷淋时氰化钠浓度是堆浸生产中的重要影响因素。矿石粒度大,金浸出率低;氰化钠浓度大,则成本增加。根据矿石物质成分和工艺特征研究,得到矿石冶炼时的最佳工艺条件:筑堆时矿石粒度为15~25 mm,氰化钠浓度为0.05%~0.08%。该研究有效提高了矿石浸出率,降低了运营成本,为金矿石堆浸实际生产提供了理论和实验依据。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号