：~orous-grain-upper-boundary model and its application to Tarim Basin carbonates

Most of the carbonates in the Tarim Basin in northwest China are low-porosity and low-permeability rocks. Owing to the complexity of porosity in carbonates, conventional rock- physics models do not describe the relation between velocity and porosity for the Tarim Basin carbonates well. We propose the porous-grain-upper-boundary （PGU） model for estimating the relation between velocity and porosity for low-porosity carbonates. In this model, the carbonate sediments are treated as packed media of porous elastic grains, and the carbonate pores are divided into isolated and connected pores The PGU model is modified from the porous-grain-stiff-sand （PGST） model by replacing the critical porosity with the more practical isolated porosity. In the implementation, the effective elastic constants of the porous grains are calculated by using the differential effective medium （DEM） model. Then, the elastic constants of connected porous grains in dry rocks are calculated by using the modified upper Hashin-Shtrikman bound. The application to the Tarim carbonates shows that relative to other conventional effective medium models the PGU model matches the well log data well.     

面接触条件下胶结颗粒物导热系数模型优化

为了更好地探究岩土类胶结颗粒材料的导热系数变化规律,减少造成的热害问题,根据胶结颗粒物的结构特征,考虑颗粒物和胶结基质为混合物时的状态,并结合有效介质导热系数模型和面接触导热系数模型,构建了适用于岩土类胶结颗粒材料的有效导热系数计算模型。采用瞬态热线法测试了实验试块的导热系数,将预测值与实测结果和Maxwell-Eucken模型的计算结果对比后发现,两模型的导热系数计算值都随着孔隙率的增加而逐渐减小。4组测试数据结果显示,Maxwell-Eucken模型的导热系数计算结果平均值为0.171 72 W/（m·K）,优化的导热系数计算模型结果平均值为0.171 39 W/（m·K）,说明优化的导热系数计算模型得出的结论与实际测试结果平均值（0.169 22 W/（m·K））更接近,能够更好预测胶结颗粒物质的导热系数。     

地下孔隙率和渗透率在空间和时间上的变化及影响因素

地下岩石孔隙率和渗透率在空间和时间上的变化受众多因素控制,总的说来,包括沉积与成岩两个最为主要的因素。沉积盆地的性质和沉积环境控制了沉积物的组成、岩石的结构和原生孔隙。沉积作用所经历的时间相对较短而进程较快;成岩作用所经历的时间相对较长而进程较慢。从对孔隙率和渗透率的控制作用来说,成岩作用的研究难度相对较大。近年来,一些传统的形成地下岩石次生孔隙的机制受到挑战,这些传统机制中最为主要的是有机酸对铝硅酸溶解形成次生孔隙,但这会造成介质pH值的升高,碳酸盐矿物和高岭石的沉淀。地下岩石中碳酸水溶解产生的次生孔隙也是有限的。新的机制如大气淡水的溶解作用,深部冷却地下水的溶解作用,硅酸盐的水解都得到了人们的普遍接受,这对于次生孔隙成因的解释及地下岩石孔隙率和渗透率的预测十分重要。对于碳酸盐岩来说,与不整合面附近的古喀斯特有关的油气藏得到了更多的关注。深埋藏过程中碳酸盐岩成岩作用的研究中,温度和压力的影响对不同碳酸盐矿物溶解及沉淀作用的差异性控制了地下碳酸盐岩孔隙率和渗透率分布.     

基于NMR技术的超声波频率对煤体激励致裂效果的影响

为了深入研究超声波频率对煤体激励致裂效果的影响,利用超声波发生仪对原始煤样进行致裂实验,并利用低场核磁共振设备NMR设备对煤样进行测量,通过分析弛豫时间T₂曲线,深入研究煤样致裂前后孔隙结构的变化。研究结果表明：超声波可以有效改善煤体的孔隙结构,经超声波激励致裂后,煤样内部的孔隙数量增多,总孔隙率、有效孔隙率及渗透率均明显增大;同时,煤样内部小孔数量的增长率与超声波频率呈负相关关系,中孔和大孔数量、总孔隙率增长率、有效孔隙率及渗透率的增长率与超声波频率均呈正相关关系。研究结果为煤储层超声波致裂增透技术奠定理论基础。     

蒙脱石层间水化状态对土壤孔隙率计算的修正及其在地面沉降中的应用

用蒙脱石层间水化状态修正了土壤孔隙率的计算方程,以此建立蒙脱石层间脱水作用所产生的次要地面沉降量的数学表达式,并对无锡石塘湾地面沉降区进行了模拟计算。无锡石塘湾地区因蒙脱石层间释水所产生的次要地面沉降量为39.02 cm,占整个沉降量的19.51%,人工回灌后,次要地面沉降量变为36.04 cm,占整个沉降量的18.02%,表明人工回灌是阻止地面继续沉降的有效措施之一。计算表明,如果蒙脱石残余层间水全部释出,那么无锡石塘湾地区可能有117.39 cm的地面沉降空间。虽然这一结果在真实的外界环境下不可能实现,但对下一步就地面沉降灾害的治理、防治具有一定的警示作用。蒙脱石层间脱水作用及其对地面沉降影响的研究,可能对地面沉降趋势的预测具有启示作用。     

饱和-风干循环过程中砂岩次生孔隙率变化规律研究

三峡工程竣工后,库水每年将在145 m和175 m水位之间或缓慢或快速的升降,在库水位大幅度涨落的情况下,库岸边坡部分岩体处于“饱和-风干”的循环动态,水-岩循环作用将造成岩体性质劣化。据此,以三峡库区库岸边坡变幅带的砂岩为研究对象,设计了“饱和-风干”循环作用试验。试验结果表明,与常规浸泡试验相比,水压力的升、降变化和“饱和-风干”循环作用对岩体的损伤有累积放大作用,浸泡时水压力变化越大,对离子浓度和次生孔隙的影响越大,而且,“饱和-风干”循环次数越多,岩体的损伤越严重。提出了基于离子浓度变化计算岩石中次生孔隙率变化规律的方法,与实测次生孔隙率变化规律基本一致。因此,可以把这种方法应用到现场监测中去,通过长期监测离子浓度的变化来推测岩体中水化学反应发生的程度,以及次生孔隙率的发育情况。分析成果为研究库岸边坡岩体在“饱和-风干”循环过程中的岩体性质劣化规律奠定了一定的基础。     

工业CT在复合材料孔隙率分析中的应用

目的：研究应用高分辨率工业CT系统对陶瓷基复合材料的孔隙率进行分析的方法，材料和方法：采用俄罗斯INDINTRO公司的BT－50高分辨工业CT系统对陶瓷基复合材料试样进行CT扫描，用自行编制的后处理软件对得到的CT图像进行分析，得出材料的孔隙率，结果：通过此方法得出的结果与超声检测结果相符，说明用高分辨率工业CT系统测定复合材料的孔隙率是可行的，同时对材料进行缺陷检测，密度分析等。     

冻融作用下岩石孔隙扩展演化特征研究北大核心CSCD

为探究岩石在冻融循环作用下的裂隙演化特征,利用CT扫描技术,获取不同冻融次数岩石的三维图像,并通过孔隙网络模型参数进行定量表征,研究岩石随冻融循环的裂隙形貌演化过程,以及孔隙结构随冻融次数的变化。结果表明:完整岩石冻融微裂隙主要集中在岩石外围,呈环形片状;而裂隙岩石冻融产生的微裂隙主要存在于预制裂隙周围和岩桥区域,且分布范围更广。冻融循环作用后,完整与裂隙岩石的PNM中各类孔隙变化特征不一。前者孔隙数量减少,小孔占比逐渐减小,中大孔占比增大,孔隙分布位置较为均匀;后者孔隙数量增加,但中孔占比减小,大孔占比迅速增大且主要集中在岩心上下端面。在冻融过程中,岩石各类孔喉结构主要参数均呈增长趋势,裂隙岩石孔喉网络发育更剧烈,冻融结束后其最大喉道半径增长幅度约为完整岩石的2倍。在冻融前期,冻融循环作用主要促进岩石孔隙相互连通,后期主要表现为孔喉加速扩张,且裂隙岩石孔隙率增长速率均大于完整岩石。研究结果可为寒区岩体破坏机理及灾害防治提供参考。     

抽水试验中常遇问题的分析

分析了水利水电工程钻孔抽水试验工作中如何选择抽水设备、确定抽水孔结构、过滤管孔隙率和滤网孔眼的大小。     

基于DIC分析的含石量对碎石土边坡稳定性影响

为了研究含石量对碎石土边坡稳定性的影响,对不同含石量的边坡进行了模型试验。模型试验中结合数字图像关联技术DIC,分析了边坡全场和局部场的土体变形。研究发现含石量对碎石土边坡的承载力和变形特性具有显著的控制效果,并且根据极限承载力发现含石量存在两个阈值,分别为20%和70%。对局部土体的变形规律和碎石的运动行为进行分析,发现在剪切过程中,局部土体出现剪胀效应,剪切带内孔隙率会明显增加。通过对局部土体中碎石及其周边砂颗粒的追踪,发现碎石会影响剪切带的发展,从而总结出5种剪切带绕石模式：单边绕石模式、分叉模式、穿石和分叉复合模式、分叉和单边绕石及穿石复合模式、单边绕石和穿石复合模式。研究成果可为进一步了解碎石土边坡失稳的内在机理提供相关参考。