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题名基于CT图像的岩土细观REV确定及导热模拟
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作者
谢传希
迟平
肖荣
褚召祥
李晓昭
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机构
浙江宝树建设集团有限公司
深地科学与工程云龙湖实验室
中国矿业大学力学与土木工程学院
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出处
《矿业科学学报》
北大核心
2025年第2期236-247,共12页
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基金
国家自然科学基金(42230704,42107156)
徐州市科技计划(KC23383)。
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文摘
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。
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关键词
多孔介质
表征单元体
孔隙率
热导率
分形
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Keywords
porous media
representative elementary volume
porosity
thermal conductivity
fractal
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分类号
TD411
[矿业工程—矿山机电]
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