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含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究

李乐 李克非

含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究

李乐, 李克非
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  • 采用逾渗理论对含随机裂纹网络的孔隙材料渗透性进行研究. 开裂孔隙材料渗透率的影响因素包括裂纹网络的几何特征、孔隙材料本体渗透率以及裂纹开度, 本文使用连续区逾渗理论模型建立了渗透率的标度律. 对于裂纹网络的几何特征, 本文基于连续区逾渗理论并考虑裂纹网络的分形特征提出了有限区域内二维随机裂纹网络的连通度定义; 对随机裂纹网络的几何分析表明, 随机裂纹局部团簇效应会降低裂纹网络的整体连通性, 随机裂纹网络的标度指数并非经典逾渗理论给出的固定值, 而是随着网络的分形维数的减小而增大. 本文在网络连通度和主裂纹团的曲折度的基础上, 提出了开裂孔隙材料渗透率标度律的解析表达, K=K0(Km,b)(-c), 分别考虑了裂纹网络的几何逾渗特征 (-c)、孔隙材料渗透率Km 以及裂纹开度比b; 对有限区域含有随机裂纹网络的孔隙材料渗透过程的有限元模拟表明, K0 在裂纹逾渗阈值附近与b呈指数关系, 但当裂纹的局部渗透率与Km比值高于106 后, 开度比b对渗透率不再有影响.
    [1]

    Mehta P K 1991 ACI Spec. Publ. 126 1

    [2]

    Feldman R F 1986 Proceedings of the Eighth International Congress on the Chemistry of Cement (Rio de Janeiro: FINEP) p336

    [3]

    Jensen A D, Chatterji S 1996 Mater. Struct. 29 3

    [4]

    Guéguen Y, Chelidze T, Le Ravalec M 1997 Tectonophys. 279 23

    [5]

    Broadbent S R, Hammersley J M 1957 Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 53 629

    [6]

    Liu Z F, Lai Y T, Zhao G, Zhang Y W, Liu Z F, Wang X H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2011 (in Chinese) [刘志峰, 赖远庭, 赵刚, 张有为, 刘正锋, 王晓宏 2008 物理学报 57 2011]

    [7]

    Feng Z C, Zhao Y S, Lu Z X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2796 (in Chinese) [冯增朝, 赵阳升, 吕兆兴 2007 物理学报 56 2796]

    [8]

    Hestir K, Long J 1990 J. Geophys. Res. 95 21565

    [9]

    Leung C T O, Zimmerman R W 2012 Transp. Porous Med. 93 777

    [10]

    Bour O, Davy P 1997 Water Resour. Res. 33 1567

    [11]

    Robinson P C 1983 J. Phys. A: Math. Gen. 16 605

    [12]

    Berkowitz B 1995 Math. Geol. 27 467

    [13]

    Balberg I, Anderson C H, Alexander S, Wagner N 1984 Phys. Rev. B: Condens. Matter 30 3933

    [14]

    Masihi M, King P R 2007 Water Resour. Res. 43 W07439

    [15]

    Robinson P C 1984 J. Phys. A: Math. Gen. 17 2823

    [16]

    Zhou C, Li K, Pang X 2011 Mech. Mater. 43 969

    [17]

    Li J H, Zhang L M 2011 Comput. Geotech. 38 217

    [18]

    Stauffer D 1979 Phys. Reports 54 1

    [19]

    Stauffer D, Aharony A 2003 Introduction to percolation theory 2nd edition (London: Taylor & Francis) pp15-19

    [20]

    Zhou C, Li K, Pang X 2012 Cem. Concr. Res. 42 1261

    [21]

    Bonnet E, Bour O, Odling N E, Davy P, Main I, Cowie P, Berkowitz B 2001 Rev. Geophys. 39 347

    [22]

    Sheppard A P, Knackstedt M A, Pinczewski W V, Sahimi M 1999 J. Phys. A: Math. Gen. 32 L521

  • [1]

    Mehta P K 1991 ACI Spec. Publ. 126 1

    [2]

    Feldman R F 1986 Proceedings of the Eighth International Congress on the Chemistry of Cement (Rio de Janeiro: FINEP) p336

    [3]

    Jensen A D, Chatterji S 1996 Mater. Struct. 29 3

    [4]

    Guéguen Y, Chelidze T, Le Ravalec M 1997 Tectonophys. 279 23

    [5]

    Broadbent S R, Hammersley J M 1957 Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 53 629

    [6]

    Liu Z F, Lai Y T, Zhao G, Zhang Y W, Liu Z F, Wang X H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2011 (in Chinese) [刘志峰, 赖远庭, 赵刚, 张有为, 刘正锋, 王晓宏 2008 物理学报 57 2011]

    [7]

    Feng Z C, Zhao Y S, Lu Z X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2796 (in Chinese) [冯增朝, 赵阳升, 吕兆兴 2007 物理学报 56 2796]

    [8]

    Hestir K, Long J 1990 J. Geophys. Res. 95 21565

    [9]

    Leung C T O, Zimmerman R W 2012 Transp. Porous Med. 93 777

    [10]

    Bour O, Davy P 1997 Water Resour. Res. 33 1567

    [11]

    Robinson P C 1983 J. Phys. A: Math. Gen. 16 605

    [12]

    Berkowitz B 1995 Math. Geol. 27 467

    [13]

    Balberg I, Anderson C H, Alexander S, Wagner N 1984 Phys. Rev. B: Condens. Matter 30 3933

    [14]

    Masihi M, King P R 2007 Water Resour. Res. 43 W07439

    [15]

    Robinson P C 1984 J. Phys. A: Math. Gen. 17 2823

    [16]

    Zhou C, Li K, Pang X 2011 Mech. Mater. 43 969

    [17]

    Li J H, Zhang L M 2011 Comput. Geotech. 38 217

    [18]

    Stauffer D 1979 Phys. Reports 54 1

    [19]

    Stauffer D, Aharony A 2003 Introduction to percolation theory 2nd edition (London: Taylor & Francis) pp15-19

    [20]

    Zhou C, Li K, Pang X 2012 Cem. Concr. Res. 42 1261

    [21]

    Bonnet E, Bour O, Odling N E, Davy P, Main I, Cowie P, Berkowitz B 2001 Rev. Geophys. 39 347

    [22]

    Sheppard A P, Knackstedt M A, Pinczewski W V, Sahimi M 1999 J. Phys. A: Math. Gen. 32 L521

  • [1] 刘志峰, 赖远庭, 赵 刚, 张有为, 刘正锋, 王晓宏. 随机多孔介质逾渗模型渗透率的临界标度性质. 物理学报, 2008, 57(4): 2011-2015. doi: 10.7498/aps.57.2011
    [2] 平志海, 钟鸣, 龙志林. 基于逾渗理论的非晶合金屈服行为研究. 物理学报, 2017, 66(18): 186101. doi: 10.7498/aps.66.186101
    [3] 夏辉, 杨伟国. 浓悬浮液中纳米SiO2团聚体的渗透率. 物理学报, 2016, 65(14): 144203. doi: 10.7498/aps.65.144203
    [4] 冯增朝, 赵阳升, 吕兆兴. 二维孔隙裂隙双重介质逾渗规律研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2796-2801. doi: 10.7498/aps.56.2796
    [5] 张忠强, 李冲, 刘汉伦, 葛道晗, 程广贵, 丁建宁. 石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究. 物理学报, 2018, 67(5): 056102. doi: 10.7498/aps.67.20172424
    [6] 江建军, 袁 林, 邓联文, 何华辉. 磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟. 物理学报, 2006, 55(6): 3043-3048. doi: 10.7498/aps.55.3043
    [7] 陈环, 彭振康, 傅刚. 碳湿敏膜的非线性感湿特性和导电机理. 物理学报, 2009, 58(11): 7904-7908. doi: 10.7498/aps.58.7904
    [8] 王治, 胡恒山, 关威, 何晓. 孔隙地层震电测井波场分波分析. 物理学报, 2012, 61(5): 054302. doi: 10.7498/aps.61.054302
    [9] 韩伟涛, 伊鹏. 相依网络的条件依赖群逾渗. 物理学报, 2019, 68(7): 078902. doi: 10.7498/aps.68.20182258
    [10] 牟威圩, 许小亮. 感染生长模型的逾渗模拟. 物理学报, 2006, 55(6): 2871-2876. doi: 10.7498/aps.55.2871
    [11] 郑茂盛, 刘云鹏. 超晶格相变的逾渗机制. 物理学报, 1993, 42(2): 304-308. doi: 10.7498/aps.42.304
    [12] 叶高翔, 葛洪良, 许宇庆, 焦正宽, 张其瑞. 楔形薄膜逾渗系统的临界特性. 物理学报, 1995, 44(12): 1994-1999. doi: 10.7498/aps.44.1994
    [13] 张聪, 沈惠璋, 李峰, 杨何群. 复杂网络中社团结构发现的多分辨率密度模块度. 物理学报, 2012, 61(14): 148902. doi: 10.7498/aps.61.148902
    [14] 李智炜, 刘海军, 徐欣. 忆阻逾渗导电模型中的初态影响. 物理学报, 2013, 62(9): 096401. doi: 10.7498/aps.62.096401
    [15] 马仲发, 庄奕琪, 杜 磊, 包军林, 李伟华. 栅氧化层介质经时击穿的逾渗模型. 物理学报, 2003, 52(8): 2046-2051. doi: 10.7498/aps.52.2046
    [16] 叶高翔, 许宇庆, 王劲松, 张其瑞. 无规分形衬底上银膜逾渗系统的交流特性. 物理学报, 1994, 43(4): 651-654. doi: 10.7498/aps.43.651
    [17] 安志云, 李志坚. 逾渗分立时间量子行走的传输及纠缠特性. 物理学报, 2017, 66(13): 130303. doi: 10.7498/aps.66.130303
    [18] 祁云平, 张雪伟, 周培阳, 胡兵兵, 王向贤. 基于十字连通形环形谐振腔金属-介质-金属波导的折射率传感器和滤波器. 物理学报, 2018, 67(19): 197301. doi: 10.7498/aps.67.20180758
    [19] 张晓军, 钟守铭. 网络规模衰减的随机生灭网络平均度. 物理学报, 2016, 65(23): 230201. doi: 10.7498/aps.65.230201
    [20] 张旭东, 朱萍, 谢小平, 何国光. 混沌神经网络的动态阈值控制. 物理学报, 2013, 62(21): 210506. doi: 10.7498/aps.62.210506
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-19
  • 修回日期:  2015-02-04
  • 刊出日期:  2015-07-05

含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究

  • 1. 教育部土木工程安全与耐久重点实验室; 清华大学土木工程系, 北京 100084

摘要: 采用逾渗理论对含随机裂纹网络的孔隙材料渗透性进行研究. 开裂孔隙材料渗透率的影响因素包括裂纹网络的几何特征、孔隙材料本体渗透率以及裂纹开度, 本文使用连续区逾渗理论模型建立了渗透率的标度律. 对于裂纹网络的几何特征, 本文基于连续区逾渗理论并考虑裂纹网络的分形特征提出了有限区域内二维随机裂纹网络的连通度定义; 对随机裂纹网络的几何分析表明, 随机裂纹局部团簇效应会降低裂纹网络的整体连通性, 随机裂纹网络的标度指数并非经典逾渗理论给出的固定值, 而是随着网络的分形维数的减小而增大. 本文在网络连通度和主裂纹团的曲折度的基础上, 提出了开裂孔隙材料渗透率标度律的解析表达, K=K0(Km,b)(-c), 分别考虑了裂纹网络的几何逾渗特征 (-c)、孔隙材料渗透率Km 以及裂纹开度比b; 对有限区域含有随机裂纹网络的孔隙材料渗透过程的有限元模拟表明, K0 在裂纹逾渗阈值附近与b呈指数关系, 但当裂纹的局部渗透率与Km比值高于106 后, 开度比b对渗透率不再有影响.

English Abstract

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