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基于压汞-液氮吸附-核磁共振法的中低阶煤孔裂隙联合表征
1
作者 刘佳佳 张云龙 +2 位作者 杨迪 高志扬 王丹 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期19-31,共13页
目的为深入研究中低阶煤中孔裂隙结构和孔径分布形态,方法利用压汞、低温液氮吸附和低场核磁共振试验,结合分形维数分别对新疆艾维尔沟1890煤矿低阶煤(XJ)和鹤壁八矿中阶煤(HB)的孔隙结构和孔径分布进行联合表征,并提出一种基于优势区... 目的为深入研究中低阶煤中孔裂隙结构和孔径分布形态,方法利用压汞、低温液氮吸附和低场核磁共振试验,结合分形维数分别对新疆艾维尔沟1890煤矿低阶煤(XJ)和鹤壁八矿中阶煤(HB)的孔隙结构和孔径分布进行联合表征,并提出一种基于优势区间的全孔径分形维数表征方法,即孔径r<140 nm时,使用低温液氮吸附法的FHH模型表征;140≤r<1000 nm时,使用核磁共振模型表征;r≥1000 nm时,使用压汞法的Menger海绵模型表征。结果结果表明:XJ的中/大孔主要由开放孔构成,微/小孔主要由封闭孔和半封闭孔构成,其中,大孔对孔容的贡献率最高,达到94%以上,中孔是孔比表面积的主要贡献者,贡献率为40.58%,微/小孔和中孔较发育,大孔几乎不发育,微/小孔的孔隙连通性较差,中大孔隙的连通性较好;HB孔隙主要由半封闭孔构成,其中孔容中大孔占比最高,占比达97%以上,孔比表面积主要由小孔贡献,贡献率为58.33%,以微/小孔发育为主,中孔、大孔和裂隙相对不发育,孔隙连通性较差;低温液氮吸附法的DFT模型可以得到XJ最发育的孔径为10~12 nm,HB最发育的孔径为1~4 nm;r<140 nm时,HB的内分形维数明显大于XJ的,此孔径范围内HB的非均质性比XJ的更强,孔隙结构更复杂;r>140 nm时HB的分形维数小于XJ的,此孔径范围内XJ的孔隙结构比HB的更复杂。结论研究结果揭示了中低阶煤储层孔隙分布规律,为中低阶煤层的裂隙扩展和瓦斯运移提供理论指导。 展开更多
关键词 中低阶煤 孔径分布 孔隙特征 分形维数 联合表征
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基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型
2
作者 赫文豪 李欣龙 +6 位作者 张润青 刘利 史怀忠 黄中伟 熊超 陈振良 吴洪志 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期23-31,共9页
随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond ... 随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头设计,但锥形齿的破岩体积较小,其布齿方法需要更全面的理论支撑。为此,以破岩比功为目标函数,通过明确不同类型PDC齿在切削破岩过程中的切削力与切削能耗等物理参数,利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数建立了基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型。同时,通过与常规平面形PDC齿对比,探究了锥形PDC齿的破岩性能,并分析了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能的影响规律。结果表明,锥形PDC齿适用于大切削深度低能耗破岩,而常规PDC齿适用于高速小切削深度破岩,且2种PDC齿的工作角度均推荐为20°左右。锥形PDC齿适合布置在混合布齿PDC钻头的中心顶点和冠顶区域,而常规PDC齿适合加密布置在钻头的鼻部至肩部区域。研究结果可为揭示PDC齿破岩生成的岩屑粒径分布规律和指导混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。 展开更多
关键词 锥形PDC齿 切削破岩 分形维数 岩屑粒径 破岩比功
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不同混交林配置模式对库布齐沙漠风沙土壤粒度特征的影响 被引量：1
3
作者 李天扬 蒙仲举 +2 位作者 陈晓燕 李浩年 徐志明 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期101-109,120,共10页
[目的]通过分析不同混交林模式对库布奇沙漠土壤粒度特征的影响,为沙地人工林高效,可持续经营提供科学依据。[方法]选择库布齐沙漠沿黄段具有代表性的4种混交林配置模式,取0-80 cm土层深度土样,采用激光粒度法进行土壤粒度的测定,并计... [目的]通过分析不同混交林模式对库布奇沙漠土壤粒度特征的影响,为沙地人工林高效,可持续经营提供科学依据。[方法]选择库布齐沙漠沿黄段具有代表性的4种混交林配置模式,取0-80 cm土层深度土样,采用激光粒度法进行土壤粒度的测定,并计算土壤平均粒径(Mz)、分选系数(δ)、偏度(SK)、峰度(KG)和分形维数特征等。[结果](1)研究区的优势粒径为细砂与中砂。4种不同植物配置模式对土壤粒径有明显细化作用,黏粒、粉粒、极细砂含量相较对照组CK分别增加了141.37%~415.38%,105.75%~724.73%,64.93%~1597.36%。(2)4种植被配置模式营建后,不同深度土层平均粒径均有明显上升,幅度为2.44%~20.33%。(3)比对不同配置模式下土壤的粒度参数后,发现分形维数的值与峰度值呈正相关,与平均粒径呈负相关。[结论]土壤粒径的细化程度与配置模式有关,不同植物配置模式对土壤粒径细化作用主要集中于表层,且细化效果随土层深度的增加而逐渐降低。不同深度土层平均粒径均有明显上升,土壤颗粒的分选等级降低,颗粒分布变得更加离散;土壤颗粒分布呈现逐渐趋于宽平;土壤颗粒向正偏发展;不同土层深度土壤颗粒分形维数均有显著增加(p<0.05)。 展开更多
关键词 库布齐沙漠 不同配置模式 土壤粒径 分形维数
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腾格里沙漠两种白刺生境土壤粒度和养分的评价
4
作者 赵龙飞 秦富仓 +5 位作者 董晓宇 赵恺 董菲菲 马慧 弥宏卓 王志强 《水土保持通报》 北大核心 2025年第3期213-223,共11页
[目的]探究不同生境下灌丛土壤结构与养分的差异性,为沙漠地区综合治理及植被营建工作提供科学参考。[方法]选取腾格里沙漠东部沙地、盐碱地两种生境下白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆为研究对象,对其土壤粒径组成及土壤养分含量进... [目的]探究不同生境下灌丛土壤结构与养分的差异性,为沙漠地区综合治理及植被营建工作提供科学参考。[方法]选取腾格里沙漠东部沙地、盐碱地两种生境下白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆为研究对象,对其土壤粒径组成及土壤养分含量进行分析。[结果]①沙地、盐碱地白刺灌丛沙堆土壤粒径均以细砂为主,分别占总含量的55.03%~74.21%,44.71%~72.83%,土壤分选性均极好;②白刺灌丛沙堆在盐碱地(1.86~2.32)土壤分形维数显著高于沙地(1.62~1.72)。分形维数从白刺灌丛沙堆顶部到坡脚均呈现出减小的趋势,而随着土层深度的增加同样呈现减小的趋势。③盐碱地白刺灌丛沙堆土壤全氮(TN)(3.35~4.24 g/kg)、全磷(TP)(0.11~0.26 g/kg)、全钾(TK)(0.44~0.65 g/kg)显著高于沙地白刺灌丛沙堆土壤TN(1.48~3.43 g/kg)、TP(0.10~0.22 g/kg)、TK(0.30~0.61 g/kg)含量,且与细颗粒含量呈正相关性,与粗颗粒含量呈负相关。[结论]白刺灌丛对土壤环境的适应与改良能力在不同生境下具有不同的表现形式,沙地与盐碱地生境下白刺灌丛土壤颗粒组成与土壤养分含量存在相关性,因此可以通过增加土壤细颗粒含量改善土壤养分条件。 展开更多
关键词 白刺灌丛沙堆 土壤粒径 养分特征 分形维数
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广西典型喀斯特地区不同林地土壤粒度分布的单重与多重分形特征
5
作者 孙哲 马雄忠 陈宇航 《水土保持通报》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
[目的]揭示广西典型喀斯特地区不同林地土壤粒度分布的分形特征及其与土壤性质的关系,为石漠化地区林业可持续发展提供科学指导。[方法]测定桉树、马尾松人工林及天然次生林土壤的粒度分布与性质。采用分形模型计算各类林地土壤的单重... [目的]揭示广西典型喀斯特地区不同林地土壤粒度分布的分形特征及其与土壤性质的关系,为石漠化地区林业可持续发展提供科学指导。[方法]测定桉树、马尾松人工林及天然次生林土壤的粒度分布与性质。采用分形模型计算各类林地土壤的单重与多重分形维数,同时探讨土壤分形维数与土壤性质的关联。[结果]相较于天然次生林,桉树与马尾松人工林的容重小23%和15%,总孔隙度增大27%和17%,黏粒含量分别减少58%与42%,砂粒增多24%与14%,单重分形维数(D_(s))下降6%与4%,且有效磷、速效钾和全钙含量均减少(前者分别减少68%,49%,6%,后者分别减少42%,40%,25%)。[容量维度(D_(0))-关联维数(D_(2))],D_(q)值域的跨度(ΔD),奇异谱宽(Δα)是反映土壤粒度分布不同维度上异质性的多重分形参数。这3个参数数值上桉树(0.13,1.29,1.52)与马尾松(0.13,0.99,1.18)人工林均大于天然林(0.08,0.83,1.02)。此外,人工林土壤的多重分形参数与土壤养分含量存在更显著的相关性(p<0.05)。[结论]喀斯特地区的人工林的种植与经营不当,可能促使土壤细颗粒的流失和关键养分的枯竭,导致土壤粒度分布集中于小概率密集区,增加土壤粒度分布的异质性,进一步加速石漠化的过程。单重分形维数(D_s)能够反映喀斯特林区土壤肥力的退化程度,而多重分形参数还能精细揭示土壤粒径在微观层面上的非均匀分布特征,表明分形维数可作为喀斯特地区人工林土壤质量精准评价的潜在指标。 展开更多
关键词 喀斯特地区 人工林 土壤粒度分布 单重和多重分形维数 土壤养分
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煤张开型裂隙三维宏细观演化特征及扰动因素探究
6
作者 王磊 刘化强 +4 位作者 陈礼鹏 刘怀谦 李少波 朱传奇 范浩 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期71-83,共13页
裂隙演化方式受控于诸如矿物特征及围压条件等内外环境,为探究含裂隙煤体裂隙宏细观演化特征及影响因素的围压效应,基于工业CT扫描系统及其搭载的三轴加载系统对含裂隙煤体开展三轴静载试验,以多角度联合表征,对原生裂隙、矿物及围压的... 裂隙演化方式受控于诸如矿物特征及围压条件等内外环境,为探究含裂隙煤体裂隙宏细观演化特征及影响因素的围压效应,基于工业CT扫描系统及其搭载的三轴加载系统对含裂隙煤体开展三轴静载试验,以多角度联合表征,对原生裂隙、矿物及围压的内外条件相互作用机制做出合理解释。结果表明:①围压会改变煤体初始损伤显著区位置,使其随围压升高由裂隙尖端过渡至煤体上、下端,且微孔隙和大尺寸裂隙之间比微孔隙和微孔隙之间更易相互贯通,并产生新的宏观裂纹。②围压升高使得三维动态分形维数由缓慢增加、快速增加和平稳增加转变为平稳增加、快速增加和缓慢增加的发展阶段,可表征裂隙的时间演化规律。③含裂隙煤体在单轴或低围压下呈纵向拉伸破坏,高围压会使其破坏方式趋于剪切,并通过2种途径提升煤体强度。④起裂角理论值偏离试验值程度随围压增加而增加,与煤体由矿物分布引起的离散度数值关系一致。⑤根据裂隙的受力成分及矿物分布特征将裂隙扩展行为分为直驱、绕核和错核3种类型,该扩展行为受围压对裂隙的作用力成分影响,由相对纯粹拉应力、拉伸–剪切复合应力和相对纯粹剪应力作用的裂纹分别对应以上3种扩展行为,即对裂隙的扩展影响形式表现为以围压为主,矿物赋存形态为辅。 展开更多
关键词 张开型裂隙 CT实时扫描 孔隙分布 分形维数 矿物分布特征
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喀斯特区小流域山坪塘淤积泥沙颗粒分布特征
7
作者 成六三 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期176-182,共7页
山坪塘淤积泥沙的粒径特征是反演流域土壤侵蚀环境的重要信息载体。为探究喀斯特区小流域山坪塘淤积泥沙特征及其来源,采用野外泥沙分层与取样、室内测试和数学统计等方法,分析研究山坪塘淤积泥沙颗粒剖面的分布特征。结果表明:1)山坪... 山坪塘淤积泥沙的粒径特征是反演流域土壤侵蚀环境的重要信息载体。为探究喀斯特区小流域山坪塘淤积泥沙特征及其来源,采用野外泥沙分层与取样、室内测试和数学统计等方法,分析研究山坪塘淤积泥沙颗粒剖面的分布特征。结果表明:1)山坪塘淤积泥沙粒径成分主要以黏粒和中粉粒为主,其平均比例之和占总比的68.64%,且它们变异系数最小,其他粒径按平均比例占总比的顺序为粉粒13.69%、极细砂粒9.21%、细粉粒5.59%、细砂粒2.02%、粗砂粒0.82%和大砂粒0.05%;2)山坪塘淤积泥沙粒径剖面分3个层次,>0~30 cm,泥沙粒径较单一,以粉粒以下的为主,可指示控制流域内土地利用转型;>30~60 cm,泥沙粒径级配较好,各粒径类型基本都有分布,粗砂粒和大砂粒也有少量分布;>60~85 cm,泥沙粒径类型分布较均匀,相比上一层次,粗砂粒和大砂粒的比例有所增加,则可指示控制流域内存在暴雨事件;3)在深度60 cm处,山坪塘淤积泥沙特征粒径参数和分形维数数值都是剖面最大值,为剖面的转折点,该点可表明控制流域内水动力条件有变化。山坪塘淤积泥沙颗粒剖面分布特征与控制小流域内土地利用和水沙运移状况关系密切。 展开更多
关键词 颗粒分形维数 粒径分析 反演 土壤侵蚀强度
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黑河源区不同植被类型土壤粒径分形特征研究 被引量：3
8
作者 刁二龙 曹广超 +5 位作者 刘英 赵青林 曹生奎 袁杰 汉光昭 张富玲 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1459-1470,共12页
本研究以黑河源区为研究区,运用分形理论研究了该区域3种主要植被类型土壤粒径分形特征,并分析了土壤粒径分形与环境因子的关系。结果表明:草地砂粒含量最大(38.83%),灌木林地次之(26.11%),乔木林地砂粒含量最低(22.76%),土壤单重分形维... 本研究以黑河源区为研究区,运用分形理论研究了该区域3种主要植被类型土壤粒径分形特征,并分析了土壤粒径分形与环境因子的关系。结果表明:草地砂粒含量最大(38.83%),灌木林地次之(26.11%),乔木林地砂粒含量最低(22.76%),土壤单重分形维数(Single fractal dimension,D)大小表现为草地(2.60)<灌木林地(2.64)<乔木林地(2.65);乔木林地、灌木林地和草地的土壤粒径均呈非均匀性分布,与乔木林地和灌木林地相比,草地的土壤粒径分布非均匀性最高;D与土壤粘粒、粉粒含量呈极显著正相关关系,与砂粒含量呈极显著负相关关系,而容量维(D 0),信息维(D 1),关联维(D 2)与土壤各粒级含量的关系与D相反。此外,地形、植被盖度和土壤理化因子对3种植被类型土壤分形维数产生不同程度的影响。综上,不同植被类型土壤粒径分形特征差异明显,分形维数主要受土壤粒径影响,其它因子通过影响土壤颗粒组成从而对分形维数产生影响。研究结果可为黑河源区土地资源的科学管理和合理利用提供参考。 展开更多
关键词 黑河源区 土壤粒径 分形维数 植被类型
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基于图像处理判断水混凝中矾花性能的研究及应用进展 被引量：2
9
作者 郭上科 郭俊文 +5 位作者 文昌璧 李博润 滕维忠 江小伟 章德才 乔越 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-9,共9页
原水预处理主要分为混凝、沉淀和过滤3个阶段,混凝中的絮凝过程直接影响矾花结构与出水浊度;目前多采用检测出水浊度方法来控制混凝剂加药量,但因时间滞后无法快速反映混凝效果与反馈调节加药量。随着计算机技术的快速发展,利用矾花图... 原水预处理主要分为混凝、沉淀和过滤3个阶段,混凝中的絮凝过程直接影响矾花结构与出水浊度;目前多采用检测出水浊度方法来控制混凝剂加药量,但因时间滞后无法快速反映混凝效果与反馈调节加药量。随着计算机技术的快速发展,利用矾花图像处理技术能够实现快速、准确、实时检测絮凝状态,从而更准确控制加药量,提高混凝效果。从计算机视觉技术角度,概述了絮凝中矾花图像采集与处理的技术特点,介绍了实时跟踪和计算矾花结构特征参数如等效粒径、分形维数等方法,并给出了部分试验结果,通过这些参数可以判断最佳混凝效果,为混凝控制与加药提供依据。 展开更多
关键词 絮凝 矾花 图像处理 等效粒径 分形维数
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2种水土保持林土壤微团聚体组成及其在不同坡位和不同土层间的分布特征 被引量：1
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作者 卜庆雨 王秀伟 +1 位作者 陈桂兰 谷会岩 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期119-124,共6页
2022年8月份,在黑龙江省齐齐哈尔市克山县境内的克山农场,选择位置相邻,坡度、坡向、坡长、林龄基本一致的樟子松水土保持林、杨树水土保持林、坡耕地(对照)为研究对象;在选定的坡面上沿着和坡面等高线垂直的方向分别布设3条样线作为3... 2022年8月份,在黑龙江省齐齐哈尔市克山县境内的克山农场,选择位置相邻,坡度、坡向、坡长、林龄基本一致的樟子松水土保持林、杨树水土保持林、坡耕地(对照)为研究对象;在选定的坡面上沿着和坡面等高线垂直的方向分别布设3条样线作为3个重复,每2条样线之间间隔3 m,每条样线从坡顶至坡底分别设置10个取样点,每个取样点之间间隔30m;使用环刀法,按照土层深度(h)采集土壤表层(0<h≤15 cm)、下层(15 cm<h≤30 cm)土样,放在通风处自然风干后过2.00、0.15 mm土壤筛,测定土壤微团聚体的粒径分布、比表面积、土壤理化性质;运用体积分布模型计算不同粒径土壤颗粒体积分形维数(D值),比较不同树种水土保持林的土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数的坡面分布特征,分析土壤理化性质与土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数之间的相关性。结果表明:坡面主要土壤养分质量分数,全磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、杨树林地、樟子松林地;有效磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、樟子松林地、杨树林地;有机质质量分数,土壤表层由大到小依次为杨树林地、樟子松林地、耕地,土壤下层由大到小依次为杨树林地、耕地、樟子松林地。分形维数,与有效磷质量分数、全磷质量分数、微团聚体颗粒比表面积显著相关;分形维数在一定程度上可用于表征土壤的养分状况;土壤下层整个坡面,坡耕地的分形维数明显小于樟子松林地、杨树林地的分形维数,说明水土保持林的林下土壤的土质优于耕地;根据坡面土壤微团聚体分布特征及其趋势、坡面养分分布特征综合对比,杨树林地土质优于樟子松林地。 展开更多
关键词 水土保持林 分形维数 粒径组成 樟子松 杨树
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不同放牧强度荒漠草原土壤粒径分形维数和养分特征研究 被引量：2
11
作者 郭振宁 镡建国 +2 位作者 孙世贤 庄玲 陈奕霏 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3698-3705,共8页
研究荒漠草原地区不同放牧处理土壤粒径、分形维数以及土壤养分之间的关系及动态变化,为该地区放牧制度制定及草原土壤侵蚀的恢复提供理论依据。本研究以荒漠草原地区4种不同放牧处理和1个对照组的样地为研究对象,分析放牧对土壤粒径、... 研究荒漠草原地区不同放牧处理土壤粒径、分形维数以及土壤养分之间的关系及动态变化,为该地区放牧制度制定及草原土壤侵蚀的恢复提供理论依据。本研究以荒漠草原地区4种不同放牧处理和1个对照组的样地为研究对象,分析放牧对土壤粒径、分形维数及养分的影响,并对三者的关系进行进一步分析。结果显示:(1)与对照组相比,随放牧强度增加,样地中土壤粘粒和粉粒含量呈现下降趋势,其中粘粒的下降比例在0.14%~0.88%,粉粒的下降比例在1.21%~4.65%之间,砂粒含量随放牧强度增加呈上升趋势,上升比例在1.07%~5.53%之间,围封禁牧能有效提高土壤细颗粒含量。(2)土壤分形维数随放牧强度的增加逐渐降低,分形维数D值在对照处理下最大,在极重度放牧下显著低于其他放牧处理。土壤分形维数与土壤粘粒和粉粒的关系为极显著正相关关系(P<0.01),与土壤砂粒的关系为极显著负相关关系(P<0.01),土壤颗粒组成是限制分形维数的重要因素,分形维数可以作为评价土壤质量的重要指标。在荒漠草原地区,适度地进行放牧能有效提高土壤质量,但应该控制在中度及以下范围。 展开更多
关键词 荒漠草原 放牧强度 土壤粒径 分形维数
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不同灌溉方式下旱区枣树根区土壤颗粒组成和孔隙特征 被引量：1
12
作者 张华东 周少梁 +3 位作者 李侨 李凯旋 李文林 孙三民 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第24期98-105,共8页
新疆是典型的灌溉农业区,节水灌溉技术是新疆农业持续发展的基础,但长久灌溉方式的不同对土壤颗粒组成和孔隙结构的影响也存在一定的差异。为探究不同灌溉方式对枣树根区土壤粒度组成及连通孔隙结构的影响,以南疆14 a采用3种不同灌溉方... 新疆是典型的灌溉农业区,节水灌溉技术是新疆农业持续发展的基础,但长久灌溉方式的不同对土壤颗粒组成和孔隙结构的影响也存在一定的差异。为探究不同灌溉方式对枣树根区土壤粒度组成及连通孔隙结构的影响,以南疆14 a采用3种不同灌溉方式(FI:漫灌,DI:滴灌,STI:砂管灌)的枣园土壤为研究对象,以未灌溉区域且远离根区的土壤为对照,结合土壤粒度分析(particle size distribution,PSD)与CT扫描技术测定土壤粒度组成并分析其连通孔隙结构参数,旨在揭示土壤结构特征,为新疆节水灌溉技术提供微观理论依据。结果表明:1)不同灌溉方式对土壤颗粒组成的影响显著(P<0.05),漫灌方式下土壤平均粉粒体积分数显著高于滴灌与砂管灌方式,长期的滴灌与砂管灌方式会降低0~60 cm各层土壤粉粒含量,增加土壤砂粒含量。2)长期的漫灌方式会显著提高0~60 cm土壤平均体积分形维数(P<0.05),土壤更紧实,通透性更差;长期的滴灌与砂管灌方式则会降低0~60 cm土壤平均体积分形维数。3)砂管灌方式下土壤0~20 cm孔径区间(0~1000μm)频数均高于滴灌与漫灌方式。砂管灌方式下0~40 cm土壤总孔隙度与孔隙连通率均显著高于漫灌方式(P<0.05),且0~20 cm土壤总孔隙度与孔隙连通率显著高于滴灌方式,土壤的通透性更好,从改善土壤孔隙角度来说,砂管灌方式更适合该地区枣树灌溉。研究结果为南疆节水灌溉事业发展及农业水资源高效利用提供理论参考。 展开更多
关键词 灌溉 土壤 孔隙 粒度 分形维数 CT扫描
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乌鲁木齐市城市化梯度带土壤粒度分布差异性研究
13
作者 王宁 麦麦提吐尔逊·艾则孜 +1 位作者 毛东雷 娜珠盼·斯德克江 《环境监测管理与技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期27-33,共7页
从新疆乌鲁木齐市城市化梯度带共采集88个表层(0 cm~20 cm)土壤样品,利用激光衍射技术测定土壤粒度组成,采用分形维数(Dv)、平均粒径(MG)、分选系数(σG)、偏度(SKG)和峰态(KG)等参数对比分析不同梯度带土壤粒度分布特征及各粒度参数之... 从新疆乌鲁木齐市城市化梯度带共采集88个表层(0 cm~20 cm)土壤样品,利用激光衍射技术测定土壤粒度组成,采用分形维数(Dv)、平均粒径(MG)、分选系数(σG)、偏度(SKG)和峰态(KG)等参数对比分析不同梯度带土壤粒度分布特征及各粒度参数之间的关系。结果表明:研究区乡村土壤粒度组成最粗,荒地土壤粒度组成最细;各梯度带土壤平均Dv值从大到小依次为荒地>郊区>城区>乡村;各梯度带表层土壤σG值均> 4.0,分选性均属于极差水平;土壤Dv和MG值能反映不同梯度带表层土壤粒度分布特征;各梯度带土壤Dv值的大小受土壤粒度组成的影响作用强烈,其中土壤黏粒含量起主导作用。 展开更多
关键词 土壤 梯度带 粒度分布 分形维数 乌鲁木齐市
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喀斯特石漠化区不同植被恢复下土壤颗粒分形特征 被引量：2
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作者 朱瑞东 肖世兰 张国 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期516-529,共14页
【目的】研究喀斯特石漠化地区的土壤颗粒分布和分形特征,为石漠化地区水土保持和土壤评价提供科学依据。【方法】在贵州师范大学喀斯特野外观测研究站,选取石漠化治理区中火龙果(Hylocereus undulatus)、玉米(Zea mays)、核桃(Juglans ... 【目的】研究喀斯特石漠化地区的土壤颗粒分布和分形特征,为石漠化地区水土保持和土壤评价提供科学依据。【方法】在贵州师范大学喀斯特野外观测研究站,选取石漠化治理区中火龙果(Hylocereus undulatus)、玉米(Zea mays)、核桃(Juglans regia)、柚木(Tectona grandis)和种植于坡上和坡谷的花椒(Zanthoxylum bungeanum)等6种植被作为研究对象,分析了雨、旱两季的土壤粒径分布,并基于单重和多重分形理论计算了土壤颗粒分形参数。【结果】(1)研究区土壤粒径集中在1.5~300μm,质地较细以粉粒为主,黏粒含量最少,粒径分布呈非均匀性;(2)植被和季节对单重体积分形维数D_(v)均存在显著影响(P<0.05),决定系数R^(2)表明D_(v)与黏粒关系最为密切。旱季D_(v)的均值(2.56)较雨季(2.64)相比有所下降,细粒物质流失程度在不同植被之间存在显著差异(P<0.05);(3)各样地土壤粒径分布以体积分数占比较大的颗粒为主,广义维数谱D_(q)的递减程度在指数q<0时要大于q>0时,稀疏区土壤颗粒对环境因子的影响更敏感;(4)D_(v)与黏粒和粉粒呈极显著正相关,与砂粒呈极显著负相关。容量维数D_(0)、信息熵维数D_(1)、D_(1)/D_(0)、关联维数D_(2)和土壤颗粒的相关性与D_(v)相反。土壤有机碳/全氮(SOC/TN)与粉粒呈显著正相关,而与砂粒呈显著负相关,这说明粉粒组分在发挥固碳功能方面发挥主导作用。【结论】土壤分形维数能够作为喀斯特石漠化区土壤物理结构改善效果的指标,为石漠化水土保持和土壤评价提供科学理论支持。 展开更多
关键词 分形维数 喀斯特石漠化 粒径分布 植被恢复
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基于颗粒分布分形模型毛细水上升高度计算分析
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作者 李淑娥 陈志明 +3 位作者 徐永福 徐宇冉 康峰沂 杜仲宝 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2221-2228,共8页
由表面张力引起的弯液面两侧压力差推动毛细水上升,造成低路堤路基产生毛细水病害,毛细水上升高度是防治路基毛细水病害的关键所在。克服了毛细水上升高度测量试验的缺陷,基于土粒分布的分形模型,提出毛细水上升高度的计算方法。采用筛... 由表面张力引起的弯液面两侧压力差推动毛细水上升,造成低路堤路基产生毛细水病害,毛细水上升高度是防治路基毛细水病害的关键所在。克服了毛细水上升高度测量试验的缺陷,基于土粒分布的分形模型,提出毛细水上升高度的计算方法。采用筛分试验计算粉土颗粒分布分维,建立粉土颗粒级配的分形模型,系统地分析分维、进气值、孔隙率、毛细水最大上升高度和饱和渗透系数对毛细水上升高度和速度的影响。计算结果表明:毛细水上升高度与时间呈幂函数正相关关系,毛细水上升高度随颗粒分布分维、进气值、毛细水最大上升高度和饱和渗透系数增大而增大,随孔隙率增大而减小;毛细水上升速度只与颗粒分布的分维有关,随颗粒分布分维增大而增大,不受进气值、孔隙率、毛细水最大上升高度和饱和渗透系数的影响。 展开更多
关键词 粉土 毛细水 级配 分形 分维
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CO_(2)-水作用下页岩微观孔隙结构变化特征 被引量：2
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作者 林魂 梅晶 +2 位作者 贾赛楠 黄俊和 董明达 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期86-94,共9页
为明确注CO_(2)提高页岩气开采过程中CO_(2)与水作用后对页岩微观孔隙结构的影响,采用X射线衍射、低温N_(2)吸附和低场核磁共振等实验方法,研究了原始页岩及纯盐水、注入压力为6和12 MPa的CO_(2)水溶液浸泡后页岩的矿物组成、孔径分布... 为明确注CO_(2)提高页岩气开采过程中CO_(2)与水作用后对页岩微观孔隙结构的影响,采用X射线衍射、低温N_(2)吸附和低场核磁共振等实验方法,研究了原始页岩及纯盐水、注入压力为6和12 MPa的CO_(2)水溶液浸泡后页岩的矿物组成、孔径分布和微观孔隙结构变化特征,并结合分形理论,获取了孔表面和孔体积的分形特征,明确了页岩中吸附孔隙和渗流孔隙的变化特征。结果表明:CO_(2)水溶液浸泡后,页岩中石英含量增大,黏土矿物和碳酸盐含量降低;随着CO_(2)注入压力的增加,微孔比表面积和总比表面积减小,平均孔径、核磁孔隙度和大孔孔体积比例增大,表明在CO_(2)水溶液的溶解作用下微孔和介孔逐渐向大孔转化;低温N2吸附和核磁共振(NMR)获得的分形维数均随CO_(2)注入压力的增加逐渐降低,表明页岩在CO_(2)水溶液浸泡后孔隙结构的非均质性和复杂性降低;孔表面分形维数DL1、DN1和孔体积分形维数DL2、DN2与总比表面积和总孔质量体积呈正相关性,这2个指标可分别用于表征页岩中的吸附孔隙和渗流孔隙特征,能够有效评价页岩气体吸附与渗流能力。研究成果为注CO_(2)高效开发页岩气提供了参考和依据。 展开更多
关键词 页岩 孔隙结构 CO_(2) 分形维数 核磁共振 N_(2)吸附 孔径分布
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Cu^(2+)污染原状黄土的物化及结构特性
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作者 张阳 崔素丽 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-71,共9页
为制定环境保护和土壤污染防治和修复策略,以及为污染场地工程建设提供理论支撑,该文研究了Cu^(2+)对原状黄土物化特性及结构特性的影响。通过制备不同掺量的Cu^(2+)污染黄土试样,进行了粒径分布、CaCO_(3)含量和pH值的测定。利用扫描... 为制定环境保护和土壤污染防治和修复策略,以及为污染场地工程建设提供理论支撑,该文研究了Cu^(2+)对原状黄土物化特性及结构特性的影响。通过制备不同掺量的Cu^(2+)污染黄土试样,进行了粒径分布、CaCO_(3)含量和pH值的测定。利用扫描电镜和激光粒度仪获得试样的SEM图像和粉粒各粒径含量,并借助分形理论深入分析了Cu^(2+)对原状黄土微观结构的影响机理。对Cu^(2+)污染的原状黄土试样进行了压缩试验,并对试样的综合结构势进行了分析。结果表明,随着Cu^(2+)掺量的增大,黏粒含量表现为先增后减,再增再减的趋势,粉粒含量则表现为先减后增,再减再增,砂粒含量保持不变;CaCO_(3)的含量呈线性减小;pH值先迅速减小,后保持不变;污染黄土试样的综合结构势先增大后减小,之后再增大再减小。总体而言,重金属Cu^(2+)的掺入,导致土壤pH值降低,主要胶结物质碳酸钙被溶解,而又因黏粒之间的静电引力和范德华力,黏粒聚集体的形态和成分发生变化,从而影响了土体的密实度和结构强度。 展开更多
关键词 Cu^(2+) 原状黄土 SEM图像 综合结构势 粒径分布 分形理论
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北京平原地区不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响 被引量：1
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作者 郑桂莲 张月莹 +2 位作者 强方方 李宗伦 盛昌昌 《林业调查规划》 2024年第1期172-177,共6页
选取农田、撂荒草地、人工乔木林、人工灌木林和次生林5种不同土地利用类型土壤颗粒为研究对象,采用Microtrac S3500激光粒度仪测定土壤样品粒径,利用土壤分形学理论和方法,分析不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结... 选取农田、撂荒草地、人工乔木林、人工灌木林和次生林5种不同土地利用类型土壤颗粒为研究对象,采用Microtrac S3500激光粒度仪测定土壤样品粒径,利用土壤分形学理论和方法,分析不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明,土壤粒径在不同土地利用方式下存在显著差异,其中撂荒草地以砂粒为主,农田、人工乔木林、人工灌木林和次生林以粉粒为主;次生林、人工乔木林黏粒体积分数最大,且显著大于其他土地利用类型,撂荒草地最小;次生林、人工乔木林、人工灌木林粉粒体积分数最大,且显著大于农田与撂荒草地;砂粒体积分数则与粉粒相反。土壤分形维数的大小依次为撂荒草地<农田<人工灌木林<次生林<人工乔木林;土壤分形维数与土壤黏粒含量、粉粒含量均呈显著正相关,与土壤砂粒含量呈显著负相关。 展开更多
关键词 土地利用类型 土壤颗粒 分形维数 体积分数
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高寒沙地地表风沙沉积物粒度特征的时空变化 被引量：1
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作者 金耀涛 田丽慧 +3 位作者 张登山 李耀 陈冬冬 刘蕊娜 《青海农林科技》 2024年第4期82-90,共9页
本文拟以青海湖流域湖东沙地不同恢复年限的沙丘为研究对象,通过分析风沙沉积物在不同沙丘地貌部位的粒度分布特征,探讨治沙措施影响下风沙流携沙粒度的时空变化规律。结果表明:(1)流动沙丘表层沉积物粗粒物质较多,自然固定沙丘、不同... 本文拟以青海湖流域湖东沙地不同恢复年限的沙丘为研究对象,通过分析风沙沉积物在不同沙丘地貌部位的粒度分布特征,探讨治沙措施影响下风沙流携沙粒度的时空变化规律。结果表明:(1)流动沙丘表层沉积物粗粒物质较多,自然固定沙丘、不同年份建植沙棘沙丘表层沉积物则以细砂为主。(2)流动沙丘迎风坡细粒含量最高,而植被覆盖沙丘背风坡与坡顶风沙沉积物的细粒物质含量高于迎风坡,这与本区的风况密切相关。(3)随着沙丘植被条件的转好,平均粒径不断减小;分选系数逐渐增大;偏度逐渐向正偏靠拢;沙丘峰态均属于中等峰态;分形维数变化无规律。总体而言,沙丘恢复年限越长对沉积物粒径影响越大。 展开更多
关键词 风沙沉积物 粒度参数 植被恢复 分形维数
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基于低场核磁共振技术和多重分形理论的高阶煤样孔裂隙分维特征
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作者 祝汉京 张军建 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期158-162,共5页
结合沁水盆地中高阶煤样品NMR饱和及离心T_(2)谱分布曲线,将中高阶煤样划分为三种类型。分析了单重分形和多重分形模型对中高阶煤样孔径分布定量表征的适用性,并综合孔隙结构和储层物性参数揭示了孔隙分形特征。表明A类样品T_(2)值在1~1... 结合沁水盆地中高阶煤样品NMR饱和及离心T_(2)谱分布曲线,将中高阶煤样划分为三种类型。分析了单重分形和多重分形模型对中高阶煤样孔径分布定量表征的适用性,并综合孔隙结构和储层物性参数揭示了孔隙分形特征。表明A类样品T_(2)值在1~1000 ms之间,饱和T_(2)谱分布呈“单峰态”,以大孔隙发育为主,物性条件较好。B类样品T_(2)值主要为0.1~300 ms,T_(2)谱呈对称状“三峰态”,束缚水饱和度相对较高,平均孔隙度和渗透率均小于A类。C和D类样品T_(2)值分别为0.01~200和0.01~10 ms之间,饱和T_(2)谱分布均呈“单峰态”,孔渗结构最差。单重分维值与孔隙度、T_(2cutoff)等物性参数具有良好的线性关系,主要适用于微孔相对发育的B、C和D型样品。同时,多重分形参数与单重分形参数间具有良好的负相关关系。受计算原理的差异性影响,小孔和大孔是影响单重分形参数变化的关键孔径,而介孔孔隙分布是影响多重分形参数变化的关键孔径。 展开更多
关键词 煤储层 孔裂隙 分形特征 分布非均质性
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