含水层微观孔隙分形特征与渗透性关联研究.pdf

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1、36工程勘察GeotechnicalInvestigation＆Surveying2014年第1期含水层微观孔隙分形特征与渗透性关联研究连会青，夏向学，王世东。，冉伟，刘德民，(1．华北科技学院，河北三河065201；2．中国矿业大学(北京)，北京100083；3．中国煤炭科工集团西安研究院，西安710077)摘要：为了探索宏观渗透性能与微观孔隙结构之间的相关性，本文研究了宏观参数渗透率与微观孔隙分形特征之间的关系。在分析砂岩孔隙介质分形模型的基础上，以林南仓矿补勘孔含水层段的9个岩芯样本为研究实例，采用切片制样和SEM技术，扫描断面微观结构，辅以MATLAB计算SEM

2、图像中微观孔隙结构参数、计算其分形特征参数D，建立了渗透率与分形特征参数D的理论关系，并利用该公式计算了渗透率的理论值。为验证理论关系的正确性，对样本渗透率参数进行了实测，对比实测值与理论值，误差小于10％，说明微观孔隙分形特征与宏观渗透性能之间确实存在相关性。结论：利用钻孔岩芯微观分形特征及文中理论公式获取宏观渗透性规律将是一条可以尝试的技术路线。关键词：含水层；微观孔隙；分形特征；渗透性；关联中图分类号：P641．2；O189文献标识码：AAssociationstudyoffractalcharacteristicsofmicroscopicporewithper

3、meabilityofaquiferLianHuiqing一，XiaXiangxue，WangShidong，RanWei，LiuDemin(1．NorthChinaInstituteofScienceandTechnology，Sanher065201，China；2．ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；3．Xi’anResearchInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroupCorp，Xi’an710077，China)Abstract：T

4、ostudythecorrelationofmacroscopicpermeabilityandmicro—porestructure，therelationshipbetweenpermeabilityofmacroparameterandfractalcharacteristicsofmicroscopicporearemainlyresearched．Basedontheanalysisoffractalmodelofsandstoneporousmedia，taking9samplesofaquifersfromsupplementaryexplorationb

5、oreholesinLinnancangmineasastudycasethemicrostructureofsection，isscannedbyscanningelectronmicroscope(SEM)technologyaftersectionsamplepreparation，parametersofmicro—porestructureandfractalcharacteristicsDfarecalculatedbyMATLABthetheoretical，valueofpermeabilitycanbeobtainedbytheoreticalform

6、ulaofthepermeabilityandDf．Toverifythecorrectnessoftheoreticalformula，permeabilityparametersofsamplesaremeasured，thereisacorrelationindeedbetweenfractalcharacteristicsofmicroscopicporeandmacroscopicpermeabilityiftheerorlessthan10％bycomparedthemeasuredvalueswiththetheoreticalvalues．Asaconc

7、lusion．theroutethatmacroscopicpermeabilityrulesareresearchedbycoresofborehole，fractalcharacteristicsofmicroscopicporeandthetheoreticalformulawillbeeffective．Keywords：aqui~r；microscopicpore；fraetalcharacteristics；permeability；association收稿日期2013-09-04；修订日期：2013-11．08基金项目国家