基于CT的黄土孔隙尺度优先流特性

作     者：宁瑞浩 冷艳秋 何芝远 李泽坤 马哲 NING Rui-hao;LENG Yan-qiu;HE Zhi-yuan;LI Ze-kun;MA Zhe

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院西安710054 西部矿产资源与地质环境教育部重点实验室西安710054 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第23期

页      面：9927-9936页

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金(41907235) 

主　　题：优先流 优势通道 微米CT 孔隙网络模型 孔隙结构 

摘      要：电子计算机断层扫描(computed tomagraphy, CT)技术正被广泛应用于岩土多孔介质中孔隙的定量化表征,然而以往关于黄土孔隙定量化的相关研究存在CT扫描的分辨率不足问题,无法精准识别出黄土中的全部大孔隙。基于高精度的微米CT,以陕西延安Q黄土为例,在提取的黄土中真实孔隙结构的基础上,借助概化的孔隙网络模型研究了黄土的孔隙、孔喉和孔喉配位数分布特征,发现三者均呈对数正态分布;通过简化的Navier-Stokes方程及孔隙网络模型定量化地研究了在给定边界压差下管状通道、裂隙形成的优势通道中压力及流速的分布,与不含优势通道的代表性体积单元进行对比,发现裂隙对整体渗流特性的影响为均匀促进型,而管状通道为渗流集中型;在求得渗透系数后与原状黄土及重塑黄土的室内渗透实验结果进行对比验证了计算模型的可靠性。