不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形特征及其对渗透性的影响

煤的孔隙-裂隙结构特征是研究储层渗透性的关键问题。为了定量描述孔隙-裂隙结构的复杂程度,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田原生结构煤和碎裂结构煤为研究对象,基于压汞实验数据和扫描电镜（SEM）图像,采用Menger分形模型和计盒维数方法,分别计算不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形维数;同时采用不同孔径段的孔隙体积比作为权重值,计算得到孔隙综合分形维数,探讨孔隙-裂隙结构分形维数和渗透率之间的关系。研究结果表明,脆性构造变形作用对孔隙整体复杂性,裂隙孔、渗流孔复杂性以及微观裂隙复杂程度均具有积极改造作用,对吸附孔结构复杂性具有均一化作用;微观裂隙分形维数与渗透率具有较高非线性关系,脆性构造作用改造下形成的碎裂煤,其具有的孔隙-裂隙结构优势配比是决定储层高渗透性的关键。因此,建议优先考虑弱脆性变形的碎裂结构煤为主体的断层、向斜和背斜区域进行煤层气抽采。     

云南省大关县滑坡灾害特征分析

介绍该县堆积面滑坡和层面滑坡两种典型滑坡的发育特征,分析其形成条件和机理.在此基础上,利用分形分维理论,分析研究区水系特征对滑坡分布和发育特征的影响.     

红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程

基于不同围压条件下的红砂岩三轴压缩试验结果,采用数字图像相关技术对岩样外表面破坏形态进行全程观测,获得不同阶段岩样外表面破坏图像,分别对岩样破坏后阶段的图像进行分析。通过分形盒维数表征岩样外表面裂纹的变化情况,发现岩样破坏越严重,裂纹分形维数越高,且在最后破坏阶段裂纹分形维数出现突变,揭示岩样的破坏特征。引入级联失效数学模型,结合红层软岩内部的矿物成分与细观结构分布特点,概化出其结构的随机连接模型与破坏方式,分析红层软岩加载作用下的内部节点颗粒“容量-荷载”重分配原则以及节点颗粒失效后其初始荷载传递路径。结果表明,红层软岩在受载时为一个级联失效的分阶段破坏过程,级联因子通过级联路径不断传播、增多,级联失效越发明显,同时结合岩石破坏的变形损伤过程与其轴向应力-应变曲线分段特征,揭示该类岩石破坏的级联失效分级标准,为拓展该领域的研究具备一定的参考价值。     

近30年来太湖流域湖泊岸线形态动态变化

湖泊的岸线特征是表征湖泊形态特征的一项重要内容．本文应用分形理论中的计盒维数,基于岸线长度与面积 关系的分形维数及岸线发育系数,对太湖流域主要湖泊的湖泊岸线变化进行了研究．结果表明,分形维数可以更好的对 湖泊岸线进行量化描述,太湖流域主要湖泊的岸线具有自相似性;近30年来,太湖流域湖泊的岸线曲折度降低,岸线长度 减少,岸线结构趋于单调．     

Size and spatial distribution of loess slides on the Chinese Loess Plateau

ABSTRACT

The size and spatial distribution of loess slides are important for estimating the yield of eroded materials and determining the landslide risk. While previous studies have investigated landslide size distributions, the spatial distribution pattern of landslides at different spatial scales is poorly understood. The results indicate that the loess slide distribution exhibits a power-law scaling across a range of the size distribution. The mean landslide size and size distribution in the different geomorphic types are different. The double Pareto and inverse gamma functions can coincide well with the empirical probability distribution of the loess slide areas and can quantitatively reveal the rollover location, maximum probability, and scaling exponents. The frequency of loess slides increases with mean monthly precipitation. Moreover, point distance analysis showed that > 80% of landslides are located < 3 km from other loess slides. We found that the loess slides at the two study sites (Zhidan and Luochuan County) in northern Shaanxi Province, China show a significant clustered distribution. Furthermore, analysis results of the correlated fractal dimension show that the landslides exhibit a dispersed distribution at smaller spatial scales and a clustered distribution at larger spatial scales.     

分形理论在土体粒度成分特征评价中的应用

由于土体粒度成分的复杂性,目前对土的粒度成分分析缺乏合适的定量描述参数,分形理论为该问题提供了新的途径。实例计算表明,分维作为描述土体粒度成分特征的参数,能较好反映了各种粒径大小在土体中的组成特点,可将其作为土体工程分类的一个综合性定量指标。     

岩石断面的分形测量及其分维的计算

在实验室内使岩石单轴压缩直至破裂,用位移传感器测量其断面高度,用显微镜观测断面切片的剖线,所得数据用尺度法计算其分维,各种岩石的不同曲线的分维在1.002—1.028之间,与野外断层主迹线分维值相同.用切岛法计算整个断面的分维约为2.05左右.有关分析和计算认为,分维的大小与岩石破裂时所受力的方向有关,与采样步长有关,而与岩石样品的大小无关.     

1995—2017年福建省海岸线时空变化分析

利用遥感影像和GIS技术相结合获取福建省1995、2001、2010、2017年共4期海岸线的时空分布情况,并结合网格法计算各时期海岸线的分形维数,结合获取数据分析海岸线的时空变化特征、海岸线长度变化与分形维数变化之间的关系以及影响海岸线变化的原因.结果表明:1995—2017年福建省海岸线长度呈持续增加趋势,共增加3...     

基于分维数的土体裂隙表征单元体估算

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。     

基于压汞分形的高变质石煤孔渗特征分析

研究石煤（腐泥煤）的孔渗特征,对于深入了解页岩气的吸附/解吸特征具有重要意义。基于分形几何原理,推导出煤岩不同类型孔隙和毛细管压力曲线的分形几何模型,并将孔隙分形维数分为渗透分维数和扩散分维数分别计算。根据压汞实验数据分析,利用双对数图计算了安康地区石煤孔隙结构的分形维数。研究结果表明：石煤渗透分维数D_s介于2.524~2.917,其与挥发分产率、水分含量、灰分产率和迂曲度呈正相关关系,与变质程度及平均孔径呈负相关关系;扩散分维数D_k介于2.488~2.931,其与变质程度、挥发分产率、水分含量和平均孔径呈正相关关系,与灰分产率和迂曲度呈负相关关系;在物性方面,渗透分维数随孔隙度增大而减小,渗透性的分形表征与扩散分维数呈负相关关系,这说明渗透孔越不均一,煤岩孔隙度就越大,而扩散孔的均一化程度可以为评价石煤储层物性提供重要依据。