论岩体表征单元体积REV——岩体力学参数取值的一个基本问题 被引量：41

1

作者 周创兵 於三大 《工程地质学报》 CSCD 1999年第4期332-336,共5页

本文论述了岩体力学性质的尺寸效应，提出了与岩体弹性参数相应的表征单元体ＲＥＶ的力学描述，根据中心极限定理推导了估算裂隙岩体ＲＥＶ 的数学表达式。研究表明，岩体表征单元体的大小是岩体力学性质尺寸效应的客观反映。本研究成... 本文论述了岩体力学性质的尺寸效应，提出了与岩体弹性参数相应的表征单元体ＲＥＶ的力学描述，根据中心极限定理推导了估算裂隙岩体ＲＥＶ 的数学表达式。研究表明，岩体表征单元体的大小是岩体力学性质尺寸效应的客观反映。本研究成果为合理选取岩体力学参数提供了一条新途径。 展开更多

关键词 岩体 力学性质 尺寸效应 表征单元体

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分维数的土体裂隙表征单元体估算 被引量：14

2

作者 王媛 冯迪 +1 位作者 陈尚星 吴昊宸 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2774-2780,共7页

由于干湿循环、剪切或其它作用,自然界土壤表面发育着大量裂隙。裂隙相互连接形成网络,裂隙网络是一个随机无序的系统,常规统计方法描述裂隙的分布特征存在很大的难度。网状土体裂隙一般具有分形特征,可以用分维数来进行描述。用数码相... 由于干湿循环、剪切或其它作用,自然界土壤表面发育着大量裂隙。裂隙相互连接形成网络,裂隙网络是一个随机无序的系统,常规统计方法描述裂隙的分布特征存在很大的难度。网状土体裂隙一般具有分形特征,可以用分维数来进行描述。用数码相机拍摄土体表面的裂隙,将其转换成灰度图像,并结合分形理论,建立了摄影法测定土体裂隙分维数的方法,得到了土体裂隙的分维数。根据表征单元体的物理意义,建立了基于分维数估算表征单元体的方法,并对实例进行了分析。研究表明:分维数随裂隙密度,裂隙宽度和次一级裂隙发育程度的增大而增大;表征单元体与裂隙的密度均匀性和隙宽均匀性相关,基于分维数估算表征单元体的方法简便可行。 展开更多

关键词 裂隙土 分形 摄影法 分维数 表征单元体（rev）

在线阅读 下载PDF 职称材料

节理岩体表征单元体尺寸确定的数值模拟 被引量：22

3

作者 朱万成 张敏思 +2 位作者 张洪训 郭孝庆 关凯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1121-1127,共7页

从节理岩体表征单元体的力学意义出发,在通过对某物理试验结果进行模拟以验证RFPA程序模拟节理岩体强度及破裂模式具有适用性的基础上,提出一种基于RFPA数值模拟确定节理岩体表征单元体的方法。该方法基于蒙特卡洛法生成二维节理裂隙网... 从节理岩体表征单元体的力学意义出发,在通过对某物理试验结果进行模拟以验证RFPA程序模拟节理岩体强度及破裂模式具有适用性的基础上,提出一种基于RFPA数值模拟确定节理岩体表征单元体的方法。该方法基于蒙特卡洛法生成二维节理裂隙网格,实现节理裂隙的表征,将其导入岩石破裂过程分析软件中,分析节理岩体弹性模量和单轴抗压、抗拉强度的尺寸效应和各向异性,并据此确定了节理岩体的表征单元体尺寸。最后,针对某采场围岩节理面统计参数,分析讨论节理岩体的尺寸效应和各向异性,通过综合分析确定了节理岩体的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等参数,并得出其表征单元体的尺度为6 m×6 m,这为后续的岩石力学研究奠定基础。 展开更多

关键词 节理岩体 表征单元体 尺寸效应 物理力学参数 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩体表征单元体与岩体力学参数 被引量：62

4

作者 周创兵 陈益峰 姜清辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1135-1142,共8页

在岩体多场耦合分析中,许多采用岩体表征单元体(REV)讨论岩体的渗透特性。事实上,岩体REV是岩石力学的一个基本科学问题,它是选取岩体力学模型以及确定岩体力学参数的基础。从REV的基本概念出发,阐述岩体REV的力学意义;根据岩石及岩体... 在岩体多场耦合分析中,许多采用岩体表征单元体(REV)讨论岩体的渗透特性。事实上,岩体REV是岩石力学的一个基本科学问题,它是选取岩体力学模型以及确定岩体力学参数的基础。从REV的基本概念出发,阐述岩体REV的力学意义;根据岩石及岩体的结构和地质特征,定义了岩石力学中常见的6个尺度,并分析了REV与其它尺度的关系;归纳总结并提出了岩体REV的3种确定方法:能量叠加法,地质统计法,数值模拟法;讨论了岩体REV与岩体力学模型及岩体力学参数取值之间的关系;提出了岩体力学参数的"5S"相关性和岩体力学参数场的概念和分析方法。 展开更多

关键词 裂隙岩体 表征单元体 多场耦合 力学参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于块体化程度确定裂隙岩体表征单元体 被引量：16

5

作者 夏露 刘晓非 于青春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3991-3996,4005,共7页

表征单元体(REV,或典型单元体)的存在是应用连续介质方法研究岩体问题的前提,因此,裂隙岩体表征单元体研究是岩体力学及岩体水力学中的一个基础问题,表征单元体的存在与否可以从不同物理参数的角度进行分析。从岩体块体化程度的角度对... 表征单元体(REV,或典型单元体)的存在是应用连续介质方法研究岩体问题的前提,因此,裂隙岩体表征单元体研究是岩体力学及岩体水力学中的一个基础问题,表征单元体的存在与否可以从不同物理参数的角度进行分析。从岩体块体化程度的角度对其存在性进行了较系统的分析,把岩体中由裂隙圈闭形成的孤立块体的总体积在岩体中所占体积百分比定义为裂隙岩体的块体化程度。介绍了GeneralBlock软件的基本分析过程,利用软件建立了三维裂隙岩体模型。根据国际岩石力学学会的裂隙分级,针对5个延展性级别、7个间距级别建立了35种岩体结构模型。利用GeneralBlock对这35种岩体进行了块体识别,分别讨论了这35种岩体结构的块体化程度随着模型范围变化的波动情况。由于所建立的岩体结构模型是随机的,对每种结构的每个研究范围进行了5次随机实现。结果表明,对所有的35种岩体,表征单元体的尺寸在4～8倍间距之间,不超过8倍间距。 展开更多

关键词 裂隙岩体 表征单元体 岩石块体 块体化程度

在线阅读 下载PDF 职称材料

辐射流条件下裂隙岩体渗透性表征单元体尺寸与等效渗透系数 被引量：9

6

作者 李崴 王者超 +1 位作者 毕丽平 刘杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期720-727,共8页

一般情况下,随着尺寸的增大,裂隙岩体的性质参数也会发生变化,当尺寸增大到某一临界状态时,该参数会保持不变,这一临界尺寸称为裂隙岩体表征单元体(REV)。依托国家某地下水封石洞油库项目,基于辐射流的REV尺寸确定方法,研究了该库址区... 一般情况下,随着尺寸的增大,裂隙岩体的性质参数也会发生变化,当尺寸增大到某一临界状态时,该参数会保持不变,这一临界尺寸称为裂隙岩体表征单元体(REV)。依托国家某地下水封石洞油库项目,基于辐射流的REV尺寸确定方法,研究了该库址区的渗透性REV尺寸及渗透系数,得到了该库址区辐射流情况的REV尺寸为37.5 m,是迹长的1.3倍;研究了迹长、间距、岩桥长度对REV尺寸及渗透系数的影响,得到了迹长、间距对REV尺寸和渗透系数有一定的影响,而岩桥长度对REV尺寸的影响不明显;对比分析了平行流和辐射流情况下REV尺寸与渗透系数的异同,得到了采用辐射流得到的REV尺寸和渗透系数更加符合实际,并且计算较为方便。 展开更多

关键词 裂隙岩体 渗透性 表征单元体 辐射流

在线阅读 下载PDF 职称材料

裂隙岩体表征单元体及尺寸效应研究进展 被引量：21

7

作者 王晓明 郑银河 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3456-3464,共9页

裂隙岩体的表征单元体(REV)是岩体力学中的一个基础性概念,一直是学者们关注的焦点。结合近年来的研究成果,对裂隙岩体表征单元体最新研究进展进行全面、详细地介绍,从表征单元体研究角度与参数、研究方法以及量化方法3个主要方面进行... 裂隙岩体的表征单元体(REV)是岩体力学中的一个基础性概念,一直是学者们关注的焦点。结合近年来的研究成果,对裂隙岩体表征单元体最新研究进展进行全面、详细地介绍,从表征单元体研究角度与参数、研究方法以及量化方法3个主要方面进行阐述。将探讨裂隙岩体表征单元体的角度归纳为结构面及块体几何参数、岩体力学参数和水力学参数3个方面;研究方法主要包括统计学方法、解析法和数值分析法,对这些方法的研究现状进行介绍;最后对量化岩体REV尺度的常用方法进行概括总结,包括直观判断、误差及变异系数判别法、假设检验、曲线拟合法和灰关联分析。为相关研究提供一定的参考和指导。 展开更多

关键词 岩石力学 裂隙岩体 表征单元体 尺寸效应 等效参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于三维裂隙网络的裂隙岩体表征单元体研究 被引量：15

8

作者 安玉华 王清 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3775-3780,共6页

岩体表征单元体(REV)的研究一直是岩土工程中的重要问题。裂隙岩体REV是其内部复杂结构在尺寸效应上的体现,归因于岩体内裂隙系统的随机性。在三维网络模型的基础上通过计算体积节理数建立了确定岩体REV的方法。这种方法考虑了岩体内裂... 岩体表征单元体(REV)的研究一直是岩土工程中的重要问题。裂隙岩体REV是其内部复杂结构在尺寸效应上的体现,归因于岩体内裂隙系统的随机性。在三维网络模型的基础上通过计算体积节理数建立了确定岩体REV的方法。这种方法考虑了岩体内裂隙的三维空间密度的特征,采用体积节理数这一参数的收敛状况确定岩体REV的大小。建立了实际岩体的模拟裂隙系统,用一定大小的立方体来分割裂隙系统,统计不同立方体内的体积节理数,并将均值作为最终裂隙岩体的参数。将此参数作为裂隙岩体的属性,通过判别其收敛状况获得了岩体REV的尺寸。考虑了岩体不连续面的特征,建立了REV的分析模型,得出工程岩体的REV的尺寸是裂隙平均迹长的4倍的结论。 展开更多

关键词 裂隙岩体 表征单元体 尺寸效应 三维裂隙网络模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

南京粉细砂空间孔隙结构表征单元体确定 被引量：10

9

作者 刘语 张巍 +2 位作者 梁小龙 许林 唐心煜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2723-2729,共7页

确定统一的表征单元体(REV)尺寸是研究土体细观孔隙结构时首先需要解决的问题。使用6.5μm分辨率同步辐射显微CT扫描南京粉细砂试样,从土样三维重构模型的5个代表性部位提取5组立方体孔隙REV,对每个REV采用最大球算法分析,建立孔隙网络... 确定统一的表征单元体(REV)尺寸是研究土体细观孔隙结构时首先需要解决的问题。使用6.5μm分辨率同步辐射显微CT扫描南京粉细砂试样,从土样三维重构模型的5个代表性部位提取5组立方体孔隙REV,对每个REV采用最大球算法分析,建立孔隙网络模型,从中提取孔隙率、单位体积孔隙数、孔隙平均体积、孔隙最小体积、孔隙最大半径、孔隙最小半径、孔隙平均半径、孔隙截面积平均形状因子等8个孔隙结构参数,建立其与REV尺寸间的相关性。利用假设检验T检验和F检验,最终确定样品孔隙结构参数的统一REV边长尺寸为400像素,即2.60mm。该方法可用于砂土、粉土等颗粒土体细观孔隙结构分析。 展开更多

关键词 南京粉细砂 同步辐射显微CT 表征单元体 三维重构 最大球算法 孔隙结构参数 假设检验

在线阅读 下载PDF 职称材料

裂隙岩体几何和力学表征单元体尺寸的颗粒流分析 被引量：2

10

作者 李克利 宋晓康 张昌锁 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期59-68,共10页

确定裂隙岩体的表征单元体尺寸对于准确分析工程尺度裂隙岩体的结构特性和力学特性非常重要。根据加拿大Brockville铁路隧道内裂隙分布的地质参数,采用Monte-Carlo法构建大尺寸的裂隙网络模型,计算不同尺寸裂隙网络模型的单位体积内的... 确定裂隙岩体的表征单元体尺寸对于准确分析工程尺度裂隙岩体的结构特性和力学特性非常重要。根据加拿大Brockville铁路隧道内裂隙分布的地质参数,采用Monte-Carlo法构建大尺寸的裂隙网络模型,计算不同尺寸裂隙网络模型的单位体积内的裂隙面积(P 32)和单位体积内的裂隙数量(P 31),确定裂隙岩体的几何表征单元体尺寸(即几何REV)。然后采用颗粒离散元方法构建不同尺寸的等效岩体模型,利用数值试验法得到单轴抗压强度和弹性模量随岩体尺寸的变化规律,确定裂隙岩体的力学表征单元体尺寸(即力学REV)。最后探讨了几何REV尺寸与力学REV尺寸之间的关系,揭示了裂隙岩体结构特征和力学特征之间的内在联系。 展开更多

关键词 颗粒离散元方法 裂隙岩体 尺寸效应 表征单元体 等效岩体模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑基质渗透性的裂隙岩体REV变化机制研究

11

作者 王扬扬 钱家忠 +1 位作者 马雷 骆乾坤 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期926-931,共6页

表征单元体(representative elementary volume,REV)的存在是使用等效连续方法的前提。文章基于三峡工程收集的裂隙几何参数,利用蒙特卡洛方法对裂隙岩体进行20次随机模拟,基于COMSOL Multiphysics的数值模型对裂隙岩体进行数值建模,从... 表征单元体(representative elementary volume,REV)的存在是使用等效连续方法的前提。文章基于三峡工程收集的裂隙几何参数,利用蒙特卡洛方法对裂隙岩体进行20次随机模拟,基于COMSOL Multiphysics的数值模型对裂隙岩体进行数值建模,从生成的裂隙岩体几何模型中提取不同尺寸的计算域(边长为6~70 m,每次间隔4 m),在不考虑基质渗透性和考虑基质渗透性情况下,计算不同尺寸的裂隙岩体渗透率大小,探究渗透率REV随裂隙隙宽的变化规律。研究结果表明:不考虑基质渗透性时,REV与裂隙隙宽无关;考虑基质渗透性时,REV随裂隙隙宽的增大呈现增大趋势;考虑基质渗透性且裂隙隙宽很小时,裂隙网络更倾向为均质介质,REV很小,裂隙隙宽越大,流场非均质性越强,REV也随裂隙隙宽增大而增大。该研究拓展了裂隙岩体的等效性范围,为考虑基质渗透性时的裂隙岩体渗流研究提供了参考。 展开更多

关键词 裂隙网络 裂隙基质系统 尺度效应 表征单元体(rev) 渗透率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于非均质系数的裂隙岩体表征单元体研究 被引量：3

12

作者 王晓明 杜玉芳 梁旭黎 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期55-60,共6页

表征单元体(REV)是岩体力学中的一个基础性概念,其存在性是确定岩体等效参数和应用连续介质方法进行研究的前提条件。为综合反映裂隙大小、产状和密度对岩体REV的影响,本文提出采用岩体非均质系数HI来确定岩体的REV。首先,详细介绍了非... 表征单元体(REV)是岩体力学中的一个基础性概念,其存在性是确定岩体等效参数和应用连续介质方法进行研究的前提条件。为综合反映裂隙大小、产状和密度对岩体REV的影响,本文提出采用岩体非均质系数HI来确定岩体的REV。首先,详细介绍了非均质系数的概念和含义。利用General Block软件建立了中等间距-中等延展性(MS1-MP1)裂隙的网络模型,并完成20次随机实现。从各模型中选取10个不同尺寸的岩体模型计算非均质系数,结果表明:非均质系数具有明显的尺寸效应,当岩体尺寸不小于8 m时,非均质系数的平均值和标准差分别为0.5和0.14,综合确定该岩体的REV为8 m。采用HI对三峡地下电站厂房围岩的研究表明,该岩体的REV为60 m,可作为非连续介质方法适用性的判断标准。HI是从岩体结构角度提出的新指标,适用于确定岩体的REV和统计范围,对岩体的统计分析和等效参数研究具有重要意义。 展开更多

关键词 裂隙岩体 表征单元体 非均质系数 裂隙网络模型 尺寸效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于REV的钻井液固相颗粒对热储传热性能影响分析

13

作者 杜佳华 王志国 +3 位作者 董芋双 何刘 曹静 张艳艳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期116-123,共8页

为探明钻井液固相颗粒侵入地热储层对传热性能的影响,将地热储层划分为侵入区和原始区,基于表征单元体(REV)思想,进行储层参数描述和表征。提出孔隙型热储侵入区的内、外介质REV导热系数计算模型和串-并联、并-串联宏观导热系数计算模... 为探明钻井液固相颗粒侵入地热储层对传热性能的影响,将地热储层划分为侵入区和原始区,基于表征单元体(REV)思想,进行储层参数描述和表征。提出孔隙型热储侵入区的内、外介质REV导热系数计算模型和串-并联、并-串联宏观导热系数计算模型。针对砂岩热储进行数值计算,分别从孔隙率、含水率和含杂率动态变化角度探讨对热储导热系数的影响规律。结果表明:当含水率、含杂率不变,该文所建4种模型导热系数均随孔隙率的增大呈下降趋势;当孔隙率、含杂率不变,4种模型导热系数均与含水率呈正相关的上升趋势;当孔隙率、含水率不变,4种模型导热系数随含杂率变化的趋势与含水率变化时的趋势基本相似;当孔隙率、含水率以及传热温差不变,两种宏观导热系数计算模型下,通过单位岩体表面的热量均随含杂率的增大而增大,增幅不明显。 展开更多

关键词 地热能 导热系数 孔隙率 表征单元体 钻井液固相颗粒

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于结构表征单元体的岩体力学参数选取 被引量：1

14

作者 王贺 原野 +1 位作者 曹辉 王志修 《中国矿业》 北大核心 2019年第11期131-135,共5页

针对基于数值试验岩体力学参数的选取开展研究。通过现场节理裂隙调查、统计分析得到岩体节理面分布模型;采用三维随机节理模拟技术构建基于统计分析的岩体表征单元体数值模型,并就此开展单轴压缩数值试验确定结构表征单元体;对表征单... 针对基于数值试验岩体力学参数的选取开展研究。通过现场节理裂隙调查、统计分析得到岩体节理面分布模型;采用三维随机节理模拟技术构建基于统计分析的岩体表征单元体数值模型,并就此开展单轴压缩数值试验确定结构表征单元体;对表征单元体进行三轴压缩数值试验,确定岩体的抗剪强度参数。研究结果表明:研究角砾岩的表征单元体尺寸为2 m×2 m×2 m,得到的岩体力学参数与基于Heok-Brown强度指标较为一致;块体采用摩尔-库伦本构模型、节理面采用库伦滑移本构模型能够较好地反映研究角砾岩体的力学特性;基于结构表征单元体的岩体力学参数选取方法是合理的。 展开更多

关键词 表征单元体 数值试验 岩体 力学参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CT图像的岩土细观REV确定及导热模拟

15

作者 谢传希 迟平 +2 位作者 肖荣 褚召祥 李晓昭 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期236-247,共12页

岩土宏观热力学特性受其细观组分和孔隙/颗粒结构影响。基于已有文献开展分析研究,提出一种确定岩土孔隙率表征单元体(Representative Elementary Volume,REV)的分形近似判据:d_(0)≈5λ_(max),即岩土孔隙率REV为立方体单元,其边长约为... 岩土宏观热力学特性受其细观组分和孔隙/颗粒结构影响。基于已有文献开展分析研究,提出一种确定岩土孔隙率表征单元体(Representative Elementary Volume,REV)的分形近似判据:d_(0)≈5λ_(max),即岩土孔隙率REV为立方体单元,其边长约为研究区内部最大孔隙直径的5倍。基于此,选择砂岩和泡沫混凝土2种不同孔隙率水平的岩土介质进行CT扫描,对孔隙/颗粒结构进行三维重构和表征分析,并以三维重构数字结构为几何模型开展稳态导热有限元模拟。研究结果表明:①岩土孔隙率REV与热导率参数约束下的热导率REV大小基本一致;②相对于砂岩这种天然岩土介质的复杂孔隙结构,泡沫混凝土作为人工岩土材料,其孔隙结构高斯正态分布规律性相对明显;③固流组分热导率数量级的差异性以及岩土孔隙/颗粒结构的复杂性对温度场分布有明显影响,热流发生汇聚、发散和变向,从而引起宏观热导率的变化,增加了该参数研究的复杂性。 展开更多

关键词 多孔介质 表征单元体 孔隙率 热导率 分形

在线阅读 下载PDF 职称材料

低阶长焰煤细观结构定量分析与表征单元确定 被引量：1

16

作者 丁自伟 高成登 +5 位作者 王耀声 李亮 唐青豹 贾金兑 李小菲 王少懿 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期116-129,共14页

表征单元体(REV)作为量化多孔介质材料尺度效应的一种基本方法,是构建煤体宏-细观跨尺度结构模型的有效手段。为提高煤体细观结构REV结果的准确性,基于煤样细观尺度下孔裂隙结构特征研究,提出了煤样细观结构定量表征方法,以煤样试件不... 表征单元体(REV)作为量化多孔介质材料尺度效应的一种基本方法,是构建煤体宏-细观跨尺度结构模型的有效手段。为提高煤体细观结构REV结果的准确性,基于煤样细观尺度下孔裂隙结构特征研究,提出了煤样细观结构定量表征方法,以煤样试件不同位置与不同破裂方向的423个尺度下的孔裂隙二值图像为依据,分别从孔裂隙分布密度、几何形状、方位定向3个角度分析了煤样细观结构的几何特性。在考虑煤体非均质性与各向异性的采样方法基础上,分析了REV尺寸的空间效应与方向效应,最后,利用变异系数法确定了合理的煤样细观REV尺寸。采用图像处理、统计学与变异系数判别相结合的方法对低阶长焰煤细观结构的定量表征与REV确定方法展开相关研究。研究结果表明:①针对灰度不均、边界模糊、对比度低的煤样SEM图像提出了一种孔裂隙结构准确识别与定量分析的方法;②确定了反映煤样各向异性的细观结构定量表征指标,包含孔隙率、整体形状因子、分形维数与定向分布系数;③与平行层理相比,垂直层理方向微裂隙更为发育,孔隙率为平行层理的2倍,大孔径孔隙贡献率为85%,具有较强的空间充填能力,孔裂隙整体形态规则性较差,但边缘形态光滑性较好,定向分布更趋于简单;④基于变异系数可接受值10%确定了煤体细观结构表征单元尺寸为200μm×200μm。 展开更多

关键词 低阶长焰煤 煤体 细观结构 表征单元体 Liu-Cao算法 尺度效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

非常低延展性裂隙岩体REV存在性研究 被引量：7

17

作者 张莉丽 张辛 +3 位作者 王云 王吉亮 王允 于青春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期20-25,共6页

裂隙岩体渗流问题一直是水文地质与工程地质的前沿课题之一,等效多孔介质模型是裂隙岩体渗流研究和工程应用的主要方法,此方法的重点在于裂隙岩体渗流模型即典型单元体(REV)的确定。本文采用作者自行开发的离散元软件FractureToKarst,... 裂隙岩体渗流问题一直是水文地质与工程地质的前沿课题之一,等效多孔介质模型是裂隙岩体渗流研究和工程应用的主要方法,此方法的重点在于裂隙岩体渗流模型即典型单元体(REV)的确定。本文采用作者自行开发的离散元软件FractureToKarst,根据国际岩石力学协会对岩石的分类,讨论了非常低延展性裂隙岩体典型单元体(REV)的存在性及大小,并给出确定其存在性的一般方法。通过研究可知,非常低延展性裂隙岩体REV存在的条件就是裂隙平均间距在0.2m以下,即极密间距、很密间距和密间距裂隙岩体存在REV。裂隙平均间距大于0.2 m,即中等间距、宽间距、很宽间距和极宽间距裂隙岩体不存在REV。 展开更多

关键词 裂隙岩体 渗流 典型单元体(rev) 离散元

在线阅读 下载PDF 职称材料

显微CT扫描南京粉砂空间孔隙结构的精细化表征 被引量：21

18

作者 张巍 梁小龙 +3 位作者 唐心煜 施斌 徐炎达 肖瑞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期683-689,共7页

孔隙结构是反映土体物理、力学性质变化的本征指标,传统医用CT分辨率尺度不足以辨识表征岩土体细观结构的单个颗粒或孔隙。使用了14μm高空间分辨率的工业显微CT,对砂雨法生成的南京粉砂试样进行了扫描。对CT图像预处理后所得二值数字... 孔隙结构是反映土体物理、力学性质变化的本征指标,传统医用CT分辨率尺度不足以辨识表征岩土体细观结构的单个颗粒或孔隙。使用了14μm高空间分辨率的工业显微CT,对砂雨法生成的南京粉砂试样进行了扫描。对CT图像预处理后所得二值数字图像序列进行了三维重构,实现了任意表征单元体(REV)提取,并可对REV采用三维二值矩阵加以表征与定量分析。通过分析断层图像序列,计算出土样整体的体积孔隙率,与实验孔隙率误差仅3.93%。沿试样高度计算表观孔隙率在20.97%~46.77%范围内波动。从试样底部一REV中提取出水平方向、与水平面成60°角以及两正交垂直方向共4个典型切面,对其孔隙定向性进行统计分析,结果表明,水平切面具有最小主定向角,两正交垂直切面中,一个具有最大主定向角,另一具有最小各向异性率,斜切面孔隙呈近似等向分布,无明显定向性。采用孔隙网络模型进行空间孔径定量分析,结果发现,所提取出3个REV的最大孔径分布在629~696μm,最小孔径分布在54~77μm,平均孔径分布在166~185μm,孔径分布在100~200μm范围内最为集中。方法可用于热、水、力等各类因素作用下土体空间孔隙结构的无损定量分析。 展开更多

关键词 显微CT 南京粉砂 阈值分割 三维重构 表征单元体 孔隙率 定向性 孔径分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于REV的孔隙型多孔介质导热分析模型 被引量：7

19

作者 王志国 冯艳 +3 位作者 杨文哲 张聪慧 李栋 刘立君 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期118-126,共9页

多孔介质内部组成结构复杂,热质传递过程多变,如何针对多孔介质的微观孔隙分布特性,建立更加精准的分析模型,有待深入研究。基于表征单元体(representative elementary volume,REV)概念,提出了孔隙型多孔介质的两种微观物理模型,即空心... 多孔介质内部组成结构复杂,热质传递过程多变,如何针对多孔介质的微观孔隙分布特性,建立更加精准的分析模型,有待深入研究。基于表征单元体(representative elementary volume,REV)概念,提出了孔隙型多孔介质的两种微观物理模型,即空心骨架基元模型和实心颗粒基元模型,分别建立了相应的热导率计算公式。针对孔隙内的微观结构特征,采用分形方法,对两种基元模型进行了分形修正,更好地表征了微观孔隙结构。基于所建模型,进行了模拟计算,探讨了相关参数对多孔介质导热特性的影响。通过自主研发的实验装置进行了相关实验,验证了模型的准确性。 展开更多

关键词 多孔介质 热传导 表征单元体 传递过程 热力学性质

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于格子博尔兹曼方法表征体元尺度土体细观渗流场的数值模拟 被引量：9

20

作者 申林方 王志良 李邵军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期689-694,共6页

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... 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(0)x yu=u=,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φ=1.0,渗透率K=∞),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。 展开更多

关键词 格子博尔兹曼(Boltzmann)方法 表征体元(rev)尺度 多孔介质 渗流场 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料