孔隙裂隙双重介质模型论文-张钧祥

孔隙裂隙双重介质模型论文-张钧祥

导读:本文包含了孔隙裂隙双重介质模型论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:瓦斯抽采,瓦斯流动,渗透率,耦合模型

孔隙裂隙双重介质模型论文文献综述

张钧祥[1](2016)在《基于孔隙—裂隙双重介质特性含瓦斯煤岩动态耦合模型及其应用研究》一文中研究指出钻孔瓦斯抽采是治理瓦斯事故的主要技术手段,能够快速降低、消除瓦斯突出危险性,同时可将抽采出的瓦斯作为一种清洁能源加以利用。为了优化抽采设计、实现最佳的瓦斯抽采效果,本文在以往研究的基础上,根据煤体孔隙-裂隙双重介质特性,分析煤体内瓦斯的不同赋存形式、运移机理及产出方式,建立含瓦斯煤体双重介质动态耦合模型,通过叁维空间下的数值模拟,研究瓦斯排采过程中瓦斯压力、渗透率的变化规律,分析瓦斯抽采过程中的影响因素、确定合理的布孔间距,对矿井抽采工作具有一定的指导意义。通过分析煤层内瓦斯的解吸-扩散-渗流的流动机理,由于裂隙系统内瓦斯的渗流速度远大于孔隙系统内瓦斯的扩散速度,孔隙、裂隙系统之间产生压差,导致煤基质不断解吸瓦斯,以基质交换量为桥梁,得到双重介质瓦斯流动控制方程;考虑地应力、瓦斯压力、基质收缩效应对煤体渗透率的综合影响,分析有效应力作用和基质收缩效应对煤体孔隙系统和裂隙系统的不同作用机理,得到渗透率动态演化模型;视含瓦斯煤岩为弹塑性体,建立弹塑性本构关系,与空间问题中的平衡微分方程和几何方程组成煤岩体变形控制方程;共同构成含瓦斯煤体双重介质动态耦合模型。以本文动态耦合模型为基础,将理论数学模型以偏微分形式嵌入至COMSOL Multiphysics模拟软件中,建立叁维空间下抽采钻孔模型,模拟研究瓦斯抽采影响因素。在采用压降法现场测试,实测结果与模拟结果两者基本一致,说明本文基于含瓦斯煤岩孔隙-裂隙双重介质动态耦合模型下叁维数值模拟的可靠性,能够满足实际抽采工作要求。(本文来源于《河南理工大学》期刊2016-06-01)

刘颖,邵景力[2](2016)在《双重孔隙介质微水试验模型在倾斜裂隙含水层中的应用》一文中研究指出试验场地内现场调查发现固结致密砂岩层中存在一个倾角47°的倾斜裂隙含水层。为了研究倾角所产生的影响,通过建立倾斜裂隙微水试验的双重孔隙介质理论模型,利用理论和现场试验数据分析方法,讨论倾角对水文地质参数推估的影响。结果表明:低渗透条件下,倾角越大非振荡水位恢复速度越快;高渗透条件下,倾角越大振荡水位振幅越大。裂隙渗透系数越小,母岩贮水率越大,双重孔隙介质特征参数越大时,倾角上限越小,倾角影响越明显。根据该结论确定出模型适用于倾角大于30°的裂隙含水层。忽略倾角会导致裂隙渗透系数估值偏高,母岩贮水率估值偏低,双重孔隙介质特征参数估值偏低。(本文来源于《水文地质工程地质》期刊2016年02期)

张文,阮周生,邱淑芳,何杰[3](2012)在《二维单裂隙-孔隙双重介质的核素迁移数学模型及参数反演》一文中研究指出探讨了二维单裂隙-孔隙双重介质系统中的核素(以90Sr为例)迁移数学模型及其参数反演问题。该核素迁移模型是一个耦合的抛物型方程组定解问题。若已知排污点的核素浓度变化规律,利用傅立叶变换及Saul’yev不对称差分格式,求得了核素迁移模型正问题的解。反之,由下游裂隙中某位置的实测核素浓度,利用遗传算法,反求出核素迁移模型中的地质参数,即裂隙介质水动力弥散系数D1和裂隙平均渗流速度u。最后,给出核素迁移模型的正问题和反问题的数值模拟。数值结果表明,正问题能够刻画核素的迁移规律,也显示出所提反问题方法能有效地反演核素迁移模型中的地质参数。(本文来源于《东华理工大学学报(自然科学版)》期刊2012年04期)

张玉军,张维庆[4](2010)在《叁维双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型及其有限元分析》一文中研究指出建立了一种饱和-非饱和的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合叁维模型,其特点是应力场和温度场是单一的,但具有不同的孔隙渗流场、裂隙渗流场和孔隙浓度场、裂隙浓度场,以及可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度对本构关系的影响,并研制出相应的叁维有限元程序.通过与已有算例的对比,验证了该模型和程序的可靠性.针对一个假定的高放废物地质处置库,就岩体和缓冲层均为非饱和介质和放射性核素泄漏的情况进行了数值分析,考察了岩体中的温度、负孔隙水压力、地下水流速、核素浓度和正应力的状态.结果显示,缓冲层中的温度、负孔隙水压力及核素浓度呈现非线性的变化、分布;尽管裂隙水饱和度平均仅为孔隙水饱和度的1/9,但因裂隙的渗透系数比孔隙的渗透系数大4个数量级,故裂隙中地下水的流速约是孔隙中相应值的6倍;应力分布集中的区域位于缓冲层和处置孔壁交界两侧附近.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2010年12期)

张玉军,张维庆[5](2009)在《考虑裂隙的几何-力学特性的双重孔隙介质水-应力耦合模型及其有限元分析》一文中研究指出建立了一种双重孔隙介质水-应力耦合模型,其特点是可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率、开度、刚度及应力水平对介质的弹性模量、孔隙率及渗透系数的影响,并研制出相应的二维有限元程序。以模拟饱和的双重孔隙岩体在外荷载作用下产生沉降为算例,针对岩体的孔隙率与渗透系数分别是常数及按照本文中所述规律变化的两种工况,考察了不同岩体中的变形、孔隙水压力与裂隙水压力及流速、主应力等的分布与变化。结果表明:将岩体的孔隙率与渗透系数作为应力的函数,与将其作为常量的方法相比,二者对岩体的变形及应力的影响不大,但前者对孔隙水压力、裂隙水压力及流速的影响强烈。(本文来源于《水利学报》期刊2009年12期)

张玉军[6](2009)在《遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型及有限元分析》一文中研究指出建立一种饱和-非饱和遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型,其特点是应力场和温度场是单一的,但具有不同的孔隙渗流场和裂隙渗流场,以及可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度对本构关系的影响,并研制出相应的二维有限元程序。针对一个假定的高放废物地质处置库,就岩体为双重介质和单重介质2种工况进行数值分析,考察缓冲层和岩体中的温度、孔隙水压力、饱和度、地下水流速和主应力的变化、分布情况。结果显示,地下水由双重介质进入缓冲层中要快得多,2种工况的计算域中温度差别不大,但缓冲层及附近部位的主应力大小及分布有显着不同,单重介质的应力集中程度要大。(本文来源于《岩石力学与工程学报》期刊2009年05期)

刘文波[7](2003)在《陕西省渭北东部岩溶水开采动态预测——裂隙—孔隙双重介质叁维流模型》一文中研究指出本文建立地下水叁维流模型,对陕西省渭北东部的岩溶地下水开采条件下的动态进行预测。模型的建立,必须符合研究区的实际情况,否则,将导致模型的失真。文章突出研究区基本概况对模型建立的重要地位。 前人认为,研究区岩溶水系统边界即为渭北东部的“铜蒲合子系统”边界。区内第叁系(N)隔水。西、中部山区得到大气降水入渗补给后,一部分径直向东运动;一部分向南向下绕过地堑继而向东运动。这股东流的地下水,在洛河袁家坡和温汤泉排泄一部分地下水,最终全部排泄到本区最低排泄点——黄河及其附近的马瀵泉和处女泉等。 第二章从研究区自然地理条件入手,结合前人研究区岩溶水系统边界的研究观点,对研究区的地质、水文地质条件进行了深入分析之后,提出如下问题:第叁系(N)地层是否为隔水?地下水是否都从西部补给区向东径流?岩溶地下水主要的排泄点是否只有中、东部的泉和黄河?并且提出,关于对系统南界的认识,是否存在另一可能:即在西部碳酸盐岩裸露区大气降水入渗后,沿碳酸盐岩向南向深部运动,然后,并非在极小的水力坡度驱动下长距离地向东部黄河、泉群径流排泄,而是通过上覆厚度约400m的第叁系向上运动,继而主要在第四系黄土层中转为向南水平排泄到卤泊滩。如此,可以解释卤泊滩高矿化水的来源——地下水溶滤第叁系岩层中的石膏等。 文章明确了本研究的主要对象是寒武-奥陶系的碳酸盐岩含水系统,该含水系为统被多条断层切穿的多层含水系统。继而,根据有关资料,并考虑大面积建模的需要,文章对该区的含水系统作出如下分层:强透水层分别是O_2f~(2-4。,O_2m和∈_2,其中O_2m透水性最强,O_2f~(2-4)中强,∈_2次之;O_2f~1,O_1,∈_3,∈_1为不同等级的弱透水层,第叁系为极弱透水层。在充分分析研究区补给、径流和排泄规律的基础上,文章通过比较降雨历时曲线、部分观测孔观测水头曲线得出开采量可能是影响水头下降的主要因素。 第叁章,确定研究区概念模型如下:在平面上,模型范围与铜蒲合岩溶水系统范围一致。铜蒲合岩溶水系统的边界就是该模型的边界。在垂向上,上至潜水面,下至寒武系底面。模型顶面是有降雨和河流、水库入渗补给,以及泉水排泄的潜水面边界。模型东界上部以黄河水位为第一类水头已知边界,下部必存在一个分流面,分流面东西两侧分别是黄河东西两块岩溶水的排泄区,该分流面可视为零流量边界。南、西、北边界初拟为隔水边界,是否存在部分地段的流量进出,需经模型识别而定。源汇项主要是抽水井。本区的断裂十分发育,明显地增大沿断裂面方向的导水能力,为此,本文将含水系统视为裂隙-孔隙双重含水介质。从而确立本区的基本模型为裂隙-孔隙双重介质地下水叁维流模型。由于断层两侧一般并非两个自然层刚好对接,而是某一层厚的自然层与另一侧的几个自然层对接,本研究采用两侧模拟层一一对应关系,将层厚的自然层细分为几层模拟层以符合上述条件,最终,本区总共被分为20层模拟层。模拟区范围在平面上剖分为715个结点,13巧个叁角单元。20层模拟层的总结点数为715x20二14300个,总的单元数为1315x20=26300个。 在模型的建立过程中,文章抓住影响本区岩溶发育的两个区域性的要素—岩性和埋藏深度,对参数分区采用同一地层岩性的渗透系数随埋深的负指数衰减的方法;从研究混合井筒中水流的机理出发,以“渗流一管流祸合模型”来刻画混合井:用降雨入渗补给权系数法,来刻画研究区的降雨入渗:采用“参数一初始水头迭代法”〔p一氏法)来解决研究区初始水头的分布问题。在此基础上,文章提出了数学模型,对其进行离散化,采用任意多边形网格有限差分法。 第四章主要介绍模型的识别过程,即通过输入剖分网格结点信息,运行模型,反复迭代、拟合,对模型进行识别、校正;根据最佳拟合误差分析,进行优选求参;最后,运用优选出来的参数,反馈到模型,从运算结果分析地下水流场补给、径流和排泄以及水均衡情况,重新认识研究区的水文地质条件。对比分析表明,第叁系为极弱透水层,地下水在模型区西部向南边界卤泊滩的排泄量,占相当大的比例。 第五章运用己求出的参数,设计开采方案,对叁种方案下研究区的地下水动态成功地进行了预测。 整个模型建立、识别的过程,遇到了诸如如何对模型分层,如何处理混合井,断层,泉等新问题。第六章,详述了对这些新问题的认识和处理方法上的进展。最后提出对模型建立中的一些问题,提出了建设性意见。(本文来源于《中国地质大学》期刊2003-05-01)

胡尊国[8](1986)在《双重介质模型研究现状——裂隙-孔隙含水层的数学模型》一文中研究指出和多孔介质中流体运动规律研究所得到的进展相比,裂隙介质中流体运动规律的研究仍处于发展阶段。近年来,由于裂隙含水层试验资料的解释,核废料及有毒化学废料的地质处理,海水入侵以及裂隙油田开发的需要,引起了人们对裂隙介质中流体运动规律研究的极大兴趣,本文介绍了描述裂隙含水层水力特性的双重介质模型的理论、方法及应用范围。文中所介绍的四种模型可以根据实际的地质—水文地质条件直接应用于裂隙-孔隙含水层试验的解释。(本文来源于《地质科技情报》期刊1986年03期)

孔隙裂隙双重介质模型论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

试验场地内现场调查发现固结致密砂岩层中存在一个倾角47°的倾斜裂隙含水层。为了研究倾角所产生的影响,通过建立倾斜裂隙微水试验的双重孔隙介质理论模型,利用理论和现场试验数据分析方法,讨论倾角对水文地质参数推估的影响。结果表明:低渗透条件下,倾角越大非振荡水位恢复速度越快;高渗透条件下,倾角越大振荡水位振幅越大。裂隙渗透系数越小,母岩贮水率越大,双重孔隙介质特征参数越大时,倾角上限越小,倾角影响越明显。根据该结论确定出模型适用于倾角大于30°的裂隙含水层。忽略倾角会导致裂隙渗透系数估值偏高,母岩贮水率估值偏低,双重孔隙介质特征参数估值偏低。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

孔隙裂隙双重介质模型论文参考文献

[1].张钧祥.基于孔隙—裂隙双重介质特性含瓦斯煤岩动态耦合模型及其应用研究[D].河南理工大学.2016

[2].刘颖,邵景力.双重孔隙介质微水试验模型在倾斜裂隙含水层中的应用[J].水文地质工程地质.2016

[3].张文,阮周生,邱淑芳,何杰.二维单裂隙-孔隙双重介质的核素迁移数学模型及参数反演[J].东华理工大学学报(自然科学版).2012

[4].张玉军,张维庆.叁维双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型及其有限元分析[J].中国科学:技术科学.2010

[5].张玉军,张维庆.考虑裂隙的几何-力学特性的双重孔隙介质水-应力耦合模型及其有限元分析[J].水利学报.2009

[6].张玉军.遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型及有限元分析[J].岩石力学与工程学报.2009

[7].刘文波.陕西省渭北东部岩溶水开采动态预测——裂隙—孔隙双重介质叁维流模型[D].中国地质大学.2003

[8].胡尊国.双重介质模型研究现状——裂隙-孔隙含水层的数学模型[J].地质科技情报.1986

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