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基于小波变换理论的岩石节理面粗糙度分级表征
被引量：
5
1
作者
元宙昊
叶义成
+1 位作者
罗斌玉
阎要锋
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期2623-2642,共20页
岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基...
岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基于小波变换理论,提出了用于小波基优选的能-熵比准则,结合基于能量保持百分比及信号标准差定义的临界分解水平准则,形成了节理面形貌分解理论。然后,以节理面形貌分解理论为基础,以10条标准节理面粗糙度系数(JRC)曲线为对象,实现了标准曲线中一阶、二阶起伏体的准确分离。对一阶、二阶起伏体的统计参数(一阶导数均方根Z_(2)、节理面粗糙度指数R_(p)-1)进行了计算,分析了一阶、二阶起伏体统计参数之间的差异,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙度增加而出现局部凸起现象的原因,建立了节理面粗糙度的分级表征公式。最后,开展节理面剪切试验对粗糙度分级表征公式的可靠性进行验证。研究结果表明:①基于小波基优选准则确立的最优小波基coif5可实现节理面表面形貌的小波变换处理;②基于临界分解水平判别准则确立的第4分解水平适用于一阶、二阶起伏体的识别;③节理面中一阶、二阶起伏体的统计参数存在差异,二阶起伏体的统计参数普遍大于一阶起伏体的统计参数,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙程度的增加而出现局部凸起的主要原因是未考虑一阶、二阶起伏体的形貌贡献差异;④基于粗糙度分级表征公式得出的节理面粗糙度系数与节理试样剪切试验结果的反算值吻合,且准确度比未分级的表征公式要好,表明粗糙度分级表征公式是合理的。
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关键词
小波变换
粗糙度
分解
节理面粗糙度系数
(JRC)
分级表征
统计参数
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职称材料
基于有限元的不同粗糙度裂隙等效渗透性预测
被引量：
1
2
作者
王梦辉
涂福彬
+2 位作者
童俊
焦玉勇
郑翔
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第24期10388-10394,共7页
含裂隙岩体的渗透性预测是分析油气开采、污染物迁移等渗透问题的基础。采用自行编写的子单元程序来求解不可压缩黏性流体的稳态Navier-Stokes流动方程,通过引入周期性边界条件(periodic boundary conditions, PBC)来消除以往的数值模...
含裂隙岩体的渗透性预测是分析油气开采、污染物迁移等渗透问题的基础。采用自行编写的子单元程序来求解不可压缩黏性流体的稳态Navier-Stokes流动方程,通过引入周期性边界条件(periodic boundary conditions, PBC)来消除以往的数值模拟中仅选用一小段裂隙而忽略裂隙延伸长度所产生的误差,并采用该方法探究了节理面粗糙度系数(joint roughness coefficient, JRC)、裂隙宽度以及裂隙两表面相互错动对裂隙渗透性的影响。结果表明:随着裂隙宽度的增大,JRC值对渗透性的影响减小;仅使用JRC值无法精确评估裂隙的渗透性。
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关键词
裂隙
渗流
节理面粗糙度系数
(JRC)
周期性边界条件(PBC)
有限元分析
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职称材料
基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构
被引量：
6
3
作者
赵炼恒
于诚浩
+3 位作者
黄栋梁
王翔
张帅浩
焦康甫
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期1606-1614,共9页
为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度...
为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度分析法与傅里叶分析法对50 224个实测的节理样本进行形貌分析,得到傅里叶参数计算的经验公式;确定采用离散傅立叶变换法进行不同粗糙度节理试样逆向重构时的傅里叶参数取值范围;研究成果能为快速随机重构符合一定粗糙度特性的节理轮廓,建立一个完全数字化的虚拟试验系统提供重要基础。
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关键词
岩石
节理
节理面粗糙度系数
随机重构
形貌分析
离散傅里叶变换
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职称材料
题名
基于小波变换理论的岩石节理面粗糙度分级表征
被引量：
5
1
作者
元宙昊
叶义成
罗斌玉
阎要锋
机构
武汉科技大学资源与环境工程学院
武汉科技大学湖北省工业安全工程技术研究中心
武汉理工大学土木与建筑工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期2623-2642,共20页
基金
湖北省重点研发计划资助项目(2020BCA082)
湖北省自然科学基金资助项目(2020CFB123)
湖北省教育厅科学技术研究资助项目(Q20201109)。
文摘
岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基于小波变换理论,提出了用于小波基优选的能-熵比准则,结合基于能量保持百分比及信号标准差定义的临界分解水平准则,形成了节理面形貌分解理论。然后,以节理面形貌分解理论为基础,以10条标准节理面粗糙度系数(JRC)曲线为对象,实现了标准曲线中一阶、二阶起伏体的准确分离。对一阶、二阶起伏体的统计参数(一阶导数均方根Z_(2)、节理面粗糙度指数R_(p)-1)进行了计算,分析了一阶、二阶起伏体统计参数之间的差异,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙度增加而出现局部凸起现象的原因,建立了节理面粗糙度的分级表征公式。最后,开展节理面剪切试验对粗糙度分级表征公式的可靠性进行验证。研究结果表明:①基于小波基优选准则确立的最优小波基coif5可实现节理面表面形貌的小波变换处理;②基于临界分解水平判别准则确立的第4分解水平适用于一阶、二阶起伏体的识别;③节理面中一阶、二阶起伏体的统计参数存在差异,二阶起伏体的统计参数普遍大于一阶起伏体的统计参数,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙程度的增加而出现局部凸起的主要原因是未考虑一阶、二阶起伏体的形貌贡献差异;④基于粗糙度分级表征公式得出的节理面粗糙度系数与节理试样剪切试验结果的反算值吻合,且准确度比未分级的表征公式要好,表明粗糙度分级表征公式是合理的。
关键词
小波变换
粗糙度
分解
节理面粗糙度系数
(JRC)
分级表征
统计参数
Keywords
wavelet transform
roughness decomposition
joint roughness coefficient(JRC)
hierarchical characterization
statistical parameter
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
基于有限元的不同粗糙度裂隙等效渗透性预测
被引量：
1
2
作者
王梦辉
涂福彬
童俊
焦玉勇
郑翔
机构
中国地质大学(武汉)工程学院
中建一局集团建设发展有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第24期10388-10394,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金(11902296)
中建股份科技研发计划(CSCEC-2020-Z-44)。
文摘
含裂隙岩体的渗透性预测是分析油气开采、污染物迁移等渗透问题的基础。采用自行编写的子单元程序来求解不可压缩黏性流体的稳态Navier-Stokes流动方程,通过引入周期性边界条件(periodic boundary conditions, PBC)来消除以往的数值模拟中仅选用一小段裂隙而忽略裂隙延伸长度所产生的误差,并采用该方法探究了节理面粗糙度系数(joint roughness coefficient, JRC)、裂隙宽度以及裂隙两表面相互错动对裂隙渗透性的影响。结果表明:随着裂隙宽度的增大,JRC值对渗透性的影响减小;仅使用JRC值无法精确评估裂隙的渗透性。
关键词
裂隙
渗流
节理面粗糙度系数
(JRC)
周期性边界条件(PBC)
有限元分析
Keywords
fracture
seepage flow
joint roughness coefficient(JRC)
periodic boundary conditions(PBC)
finite element analysis
分类号
O357.3 [理学—流体力学]
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构
被引量：
6
3
作者
赵炼恒
于诚浩
黄栋梁
王翔
张帅浩
焦康甫
机构
中南大学土木工程学院
出处
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期1606-1614,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51478477)
文摘
为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度分析法与傅里叶分析法对50 224个实测的节理样本进行形貌分析,得到傅里叶参数计算的经验公式;确定采用离散傅立叶变换法进行不同粗糙度节理试样逆向重构时的傅里叶参数取值范围;研究成果能为快速随机重构符合一定粗糙度特性的节理轮廓,建立一个完全数字化的虚拟试验系统提供重要基础。
关键词
岩石
节理
节理面粗糙度系数
随机重构
形貌分析
离散傅里叶变换
Keywords
rock joint
joint roughness coefficient
random reconstruction
morphological analysis
discrete Fourier transform
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于小波变换理论的岩石节理面粗糙度分级表征
元宙昊
叶义成
罗斌玉
阎要锋
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
2
基于有限元的不同粗糙度裂隙等效渗透性预测
王梦辉
涂福彬
童俊
焦玉勇
郑翔
《科学技术与工程》
北大核心
2022
1
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职称材料
3
基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构
赵炼恒
于诚浩
黄栋梁
王翔
张帅浩
焦康甫
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017
6
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职称材料
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