岩石随机孔隙结构的三维重构模型与细观渗流分析

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３．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｃ０ｎｓｔｒｕｃｔｉ０ｎｍｏｄｅｌｏｆｒｏｃｋｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｅｅｐａｇｅａｎａｌｙｓｉｓ
ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｙｔｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｎｏｈｌｏｙ，ｇＸｕｚｈｏｕ２２１００８．Ｃｈｉｎａ；
３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅｙｔＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｙ，ｔＣｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）
ＺＨＡＯＹａｎｌｉｎ一，ＣＡＯＰｉｎｇ，ＴＡＮＧＪｉｎｚｈｏｕ，ＭＡＷｅｎｈａｏ，ＬＩＳｈｕｑｉｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｎｊｕｎ
（１．ＷｏｒｋＳａｆｅｔｙＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｎＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＧａｓｎｄａＲｏｏｆＤｉｓａｓｔｅｒｓｆｏｒＳｏｕｔｈｅｒｎＣｏａｌＭｉｎｅｓ．
（１．湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，南方煤矿瓦斯与顶板灾害防治安全生产重点实验室，湖南湘潭，４１１２０１；
２．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州，２２１００８；３．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，４１００８３）
第４８卷第１期
２０１７年１月
中南大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
流过渡到稳定流的时间愈短，渗透系数和孔隙率具精度很高的线性关系，岩石介质透水性的孔隙率阈值ｎｘ＝４．０５％，峰前多孔岩石介质的渗透系数主要受体积应力控制，且两者之间具有负指数关系。重构毫米量级的孔隙结构单元，其数值稳定性可以得到保证。关键词：岩石力学；孔隙结构；细观渗流；流固耦合；重构模型中图分类号：ＴＵ４５文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－７２０７（２０１７）０１－０１６８一Ｏ９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｐｏｒｏｕｓｒｏｃｋｍｅｄｉｕｍａｓｒａｎｄｏｍｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｒａｎｇｅｏｆｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｓ，ｒｏｃｋｍｏｄｅｌｗｉｔｈ３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒａｎｄｏｍｐｏｒｅｓｗａｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｐｏｒｏｕｓｒｏｃｋｓｅｅｐａｇｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｏｎｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｍｅｓｏｍｅｃｈｎｉａｃｓ．Ｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｍｉｃｒｏｕｂｔｕｌｅｓｅｅｐａｇｅｍｏｄｅｌ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｐｉｒｎｃｉｐｌｅａｎｄＦＬＡＣｓｏｔｆｗａｒｅｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｏｒｏｕｓｒｏｃｋｍｅｄｉｕｍｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｎｄａｎｕｍｅｉｒｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｅｓｏｓｅｅｐａｇｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｈａｔｔｔｈｅｔｉｍｅｆｒｏｍｕｎｓｔｅａｄｙｌｏｆｗｔｏｓｔｅａｄｙｌｆｏｗｉｓ
、，０ｌ＿４８ＮＯ．１
Ｊａｎ．２０１７
ＤＯＩ：１０．１１８１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ — ７２０７．２０１７．０１．０２４
Байду номын сангаас
岩石随机孔隙结构的三维重构模型与细观渗流分析
赵延林一，曹平，唐劲舟，马文豪，李树清，王卫军
摘要：将多孔岩石介质的孔隙视为具有毫米量级的随机细观结构，重构岩石三维随机孔隙结构模型，在细观力学的层面上研究孔隙结构对多孔岩石渗流的影响。引入微管渗流模型，利用统计学原理和ＦＬＡＣｍ软件研究多孔岩
石介质随机孔隙结构的重构技术和细观渗流数值模拟方法。研究结果表明：多孔岩石孔隙率越大，流体由非稳定
ＨｕｎｎａＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＯｆＳａｆｅＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＣｏａｌＭｉｎｅｓ．ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ０ｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｎｏｈｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１２０１．Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｂｔ、，Ｍｉｎｉｎｇ．