岩石孔隙结构三维重构及微细观渗流的数值模拟研究

【摘要】本文以孔隙砂岩为研究对象，采用CT扫描、数字图像分析、统计学、分形几何和拓扑学等手段，定量研究和分析了砂岩的孔隙结构特征。应用分形控制函数表征了岩石孔隙结构的复杂形态，结合改进的模拟退火算法构建了岩石孔隙结构的分形重构模型，分析了重构模型与参考模型在几何参数、拓扑性质、统计特征、力学性质与渗透率等方面的相似程度，验证了孔隙砂岩分形重构模型的有效性。针对孔隙岩石的渗流问题，本文在砂岩分形重构模型的基础上，构建了孔隙岩石的有限元网格模型，采用有限元方法（FEM）模拟分析了单轴和三轴压缩时孔隙岩石的变形破坏行为。采用格子玻尔兹曼方法（LBM）模拟了孔隙岩石内部的流体渗流行为，并与渗流实验结果进行对比，验证了LBM方法的有效性。采用LBM+FEM方法，研究了荷载作用下孔隙结构变形对砂岩渗流性质的影响，本文研究为定量分析和直观描述深部岩体开采变形对流体渗流性质的影响提供了新的方法与有效手段。
【作者】王金波；
【导师】鞠杨；Hui-HaiLiu；
【作者基本信息】中国矿业大学（北京），结构工程，2014，博士
【关键词】孔隙岩石；CT扫描；三维重构；数值模拟；细观渗流；

【参考文献】
[1]宋志国.替勃龙片生产工艺改进的研究[D].吉林大学,制药工程,2013,硕士.
[2]哈钱钱.应用于UWB系统的四通道数字模拟转换器设计[D].复旦大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[3]谢普,于杰,秦军,吕晴,邓青,黄浩,许国杨.HDPE/GN非等温结晶动力学研究[J].炭素技术,2010,05:15-19.
[4]王广凤,朱艳红,陈玲,王伦.功能性纳米材料在电化学免疫传感器中的应用[J].分析化学,2013,04:608-615.
[5]周水银,陈荣秋.基于Internet的客户关系管理研究[J].工业工程与管理,2002,02:41-43.
[6]焦旭锋.浅析“9·11”事件以后的美国“反思电影”[D].东北师范大学,文艺学,2012,硕士.
[7]刘华敏.粘性液滴的形成与沉积扩散的数值模拟[D].北京工业大学,2007.
[8]张鸿斌.杭州旅游在线平台接口服务层的技术研究与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[9]张作生,公佩祥,彭虎,李江明.算术心算过程40Hz脑电事件相关电位的分维特性研究[J].自动化学报,1997,03:138-141.
[10]廖勇,吴兴旺,刘刃.电网不平衡时双馈感应发电机定子负序和谐波电流抑制方法[J].电力系统自动化,2013,19:26-32.
[11]齐飞.美国海上防扩散非正式机制研究[D].上海外国语大学,国际政治,2014,硕士.
[12]金辉.中晚期肺癌患者生活质量影响因素的研究[D].河北医科大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.
[13]乌得阳.百日集训的历史影响[D].中国艺术研究院,音乐学,2014,硕士.
[14]张凯星.中国特色反腐倡廉理论研究[D].苏州大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[15]焦洪超.棉粕日粮对蛋鸡生产性能和肝脏脂肪代谢的影响及其机制研究[D].山东农业大学,基础兽医学,2014,博士.
[16]苟宗梅.基于副本控制的DTN路由算法[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[17]张磊.高压压电陶瓷驱动电源技术研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2014,硕士.
[18]杜基赫.疲劳驾驶检测系统的FPGA设计与硬件实现[D].重庆大学,仪器科学与技术,2014,硕士.
[19]王东亭.基于TiO_2纳米复合/掺杂材料的制备及光催化性能研究[D].北京化工大学,2012.
[20]孙方烨.中西方小提琴教学比较研究初探[D].天津音乐学院,音乐（专业学位）,2013,硕士.
[21]李群.AA人寿保险公司客户服务体系的潜力研究[D].电子科技大学,2005.
[22]丁纪云,蔡春娥.利用构造数据集评定数据挖掘过程的方法[J].湖南广播电视大学学报,2001,02:78-79.
[23]郭晗.复杂云背景中小目标检测的背景抑制方法[D].哈尔滨工业大学,光学工程,2014,硕士.
[24]张伟.教学评估系统中组件重用的研究[D].河北大学,2002.
[25]黄武英.He-LiH体系的势能面和量子动力学研究[D].安徽师范大学,原子与分子物理,2004,硕士.
[26]刘奉豹.钎焊金刚石钻头实验与脱模装置设计研究[D].中国地质大学（北京）,机械工程,2014,硕士.
[27]于海东.关系-XML双引擎数据库管理系统CoSQLRX中XML数据关键字索引的研究与实现[D].东北大学,计算机系统结构,2010,硕士.
[28]钟悦鹏.某公路隧道衬砌结构检测及评价[D].华南理工大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[29]王强.基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D].浙江大学,2005.
[30]吴景丽.侵权法归责原则的经济学分析[D].北京交通大学,2006.
[31]蔡国民.基于遗传算法的智能题库系统设计[J].巢湖学院学报,2005,03:81-83.
[32]钟媛.简论王安忆的“上海世界”[D].西南大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[33]刘俊.镧、硒对镉胁迫下番茄、黄瓜产量品质及Cd含量的调控作用[D].西南大学,植物营养学,2014,硕士.
[34]舒婷.量子点敏化太阳能电池性能提升方法的研究[J].广州化工,2013,05:21-23.
[35]尉玉龙.基于卡片分类法的移动平板应用信息架构研究[D].湖南大学,设计艺术学,2013,硕士.
[36]孙沙沙.启蒙思想家社会契约论之比较[D].湖南师范大学,世界史,2014,硕士.
[37]郭玉丽.WCT公司员工培训体系构建研究[D].北方工业大学,工商管理,2013,硕士.
[38]王岑.贝利尼艺术歌曲研究[D].温州大学,音乐学,2012,硕士.
[39]马娟.吴忠回族经商妇女的“前世”与“今生”[D].宁夏大学,民族学,2014,硕士.
[40]姜诗绮.由诉讼关系看唐代女性在家庭中的地位[D].南京大学,中国古代史,2013,硕士.
[41]陈立群.在城镇化进程中政府对农村公路的管理问题研究[D].山西师范大学,行政管理,2013,硕士.
[42]李霞.惠农政策传播现状及对策研究[D].江西农业大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[43]赵秦鲁.贯彻十六大,从基础做起[J].税务纵横,2003,Z1:16.
[44]阮祥.合同制员工激励管理研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[45]刘菊梅.江西省城乡收入差距实证研究[D].江西财经大学,理论经济学,2013,硕士.
[46]贾橄橄.违约精神损害赔偿的正当性及其制度建构[D].东北师范大学,民商法学,2012,硕士.
[47]亓建忠.莱芜工行组织变革研究[D].大连理工大学,工商管理,2003,硕士.
[48]程健,李先瑞.板式换热器及板式换热装置的应用原理及方法[J].中国建设信息(供热制冷专刊).2005(03)
[49]牛铁英.一种不对称镍酞菁的合成、表征及其性质的研究[D].东北师范大学,有机化学,2012,硕士.
[50]师伟,王政权,刘金梁,谷加存,郭大立.帽儿山天然次生林20个阔叶树种细根形态[J].植物生态学报,2008,06:1217-1226.