孔隙介质的时域BEM计算

根据Biot饱和孔隙介质动力方程,结合快、慢纵波解耦法得到时域Green函数U-P表达以及Somigliana表象积分,采用BEM分析了集中力作用下饱和孔隙介质时域动力响应.详细论述了孔隙介质时域边界积分方程的离散化方法与形式,它的Stokes状态解答和借用已有技术成果对计算奇异性的处理.在无量纲材料参数的数值分析计算中,以图表形式给出结果.由于孔隙介质的时域BEM计算在相关文献中较为罕见,因此文中结果会对两相饱和介质动力响应特性等相关研究提供一些新的途径.     

多相孔隙储层声学研究进展

本文回顾了关于油、气、水及水合物多相孔隙储层的声学研究进展,提出了"储层声学"的概念,阐明了其研究意义、研究内涵和方法,并介绍了油、气、水及天然气水合物储层声波模拟的部分新的研究成果。指出应该从声学理论和实验等出发,结合声学储层探测和精细描述的实际情况,如利用声学原理圈闭和估算天然气水合物等,继续深入开展相关基础理论和实验研究工作,丰富储层声学研究内容,更加完善储层声学理论体系,为更好利用声学方法探测和评价储层提供坚实的物理基础和可能的技术支撑。     

平面波在双孔隙介质中球形夹杂上的散射

基于拓展的Biot孔隙介质弹性理论,将波函数展开法推广应用到求解平面压缩波在双孔隙介质中单球形理想流体夹杂上的散射问题中.在低频条件下,给出了问题解析解的形式,包括位移场和应力场.由进一步的数值计算结果可知:P1波和S波的一阶谐波振幅随着基质孔隙率的增大而减小,P2波的谐波振幅则增大,而P3波的谐波振幅基本不受其影响;随着裂隙孔隙率的增大,P1波的谐波振幅逐渐减小,P3波和S波的谐波振幅增大,而对P2波的谐波振幅的影响甚微;频率越高,双孔隙介质的基质孔隙率及裂隙孔隙率对其谐波振幅的影响越显著.     

含孔隙分层半空间中瑞利波的传播特性研究

为了研究含孔隙介质分层半空间中瑞利波的传播规律,分析孔隙介质参数对瑞利波频散曲线的影响,本文进行了数值模拟研究。采用传递矩阵算法,计算了含孔隙分层半空间中一定频率范围内瑞利波所有模式的频散及激发强度曲线,并与均匀弹性固体分层半空间情况作了类比分析,在含孔隙覆盖层的两层模型和含低速孔隙夹层的三层模型下,详细研究了孔隙度、渗透率、层厚度等参数对瑞利波各模式的影响,发现孔隙度及层厚度的变化对频散曲线影响较大,而渗透率的变化对频散曲线影响较小。      

天然气水合物分解对地层稳定性影响的离心机实验模拟

水合物分解后将引起地层强度的降低,可能造成海床沉陷、滑塌以及海洋结构物基础的破坏。针对该问题,首先以南海浅层粉砂为沉积物骨架,采用生物厌氧发酵技术合成水合物沉积物,然后进行水合物热分解引起地层响应的离心机实验模拟,获得了水合物分解引起地层变形与滑塌的特征以及孔隙压力发展的物理过程,为研究水合物分解引起海床失稳的条件进行了新的尝试。     

周期结构后屈曲新算法及其应用

提出了周期结构后屈曲分析的一种新算法。在屈曲点附近,通过加载模型和诱导后屈曲边值问题之间的相互切换,避开屈曲点附近刚度矩阵的奇异性,并诱导结构产生预期的后屈曲变形,避免了以往后屈曲算法中引入几何初始缺陷后对系统带来的可能影响。通过对三种由超弹性材料所构成的周期孔隙结构的后屈曲分析,验证了本文所提出的后屈曲算法的有效性和灵活性。分析了周期孔隙材料多向加载对屈曲模式转换的影响,以及后屈曲变形对弹性波传播带隙的影响,为周期结构中弹性波传播的调控提供良好的基础。     

KOH活化对焦炭孔隙结构以及导电特性影响

以木质素为原料,采用化学活化法(KOH活化剂)进行活化处理,分别探讨了不同活化温度、活化时间、KOH/木质素质量比R值对焦炭孔隙结构以及导电特性的影响规律。通过氮吸附(BET)、扫描电镜(SEM)和电阻率测定仪对焦炭性能进行表征。结果表明,KOH活化有效改善了焦炭的孔隙结构,通过增加焦炭微孔量提高了焦炭比表面积。实验得出的最优活化工况为:活化温度800℃,活化时间1 h,质量比R=3,此时焦炭达到最大比表面积。KOH活化后,焦炭电阻率最低可降至0.226Ω·cm。     

储层声学

正储层声学在理论上属于多相孔隙固体介质声学的研究范畴,它是研究声波在储层中的产生、传播、接收及声波与储层相互作用和相关应用等的一门学问。在技术上它综合和涵盖了从地面地震勘探、井间地震、微地震、井中垂直地震剖面、单井成像、声波测井、岩石物理、数字岩心到岩石学中所涉及到的声学方法和手段。储层声学从提出到现在有近十年的发展历史,虽是一个年轻的声学分支,但在需求的驱动下,发展非常迅速。一般称能够存储油、气、水的岩层为储     

各向异性渗流条件下弹性波的传播特征

研究了弹性波在非均匀裂纹孔隙介质中的传播特性,建立了各向异性喷射流模型.当弹性波通过裂纹孔隙介质时,由于波的扰动及裂纹和孔隙几何结构的不一致,导致在裂纹内部及裂纹与周边孔隙之间同时存在着流体压力梯度.此时的弹性波波动响应中包含着裂纹内连通性特征和背景孔隙渗透率信息.流体的动态流动过程使得介质的等效弹性参数为复数(非完全弹性),并且具有频率依赖性.当弹性波为低频和高频极限时,介质为完全弹性;当处于中间频段时,波有衰减和频率依赖.裂纹孔隙介质的各向异性连通性(渗透率)对应着各向异性特征频率(当渗流长度等于非均匀尺度时的弹性波频率),波的传播受到裂纹内连通性的影响.在一定频段内,随着裂纹厚度的增加,将出现第二峰值,峰值大小同时受到裂纹厚度和半径的影响.     

典型荷载条件下淤泥孔径分布特征核磁共振试验研究

模拟了淤泥地基加固工况对应的几种典型荷载效应,并利用核磁共振测试寻求典型荷载水平和速率下,淤泥孔隙及其孔径分布的变化规律,以探讨淤泥地基典型加固条件下微细观结构的三维响应.结果表明:在一定压力作用下,淤泥中最大孔隙数将会减少,应力水平越高,减少量越大,而当冲击荷载达到更高的某一水平时,淤泥中最大孔隙和最小孔隙所占比例均会减小,孔隙更趋于均匀;约束样品的侧限刚度将会增加淤泥土的总受力水平,进而更易减小大孔隙所占比例;当荷载水平680 kPa时,加载速率是决定相对最大孔隙占总孔隙数比例的关键因素,速率较小会使得该比例增大,速率较大则使得该比例减小,其界限值在0.8 MPa/s与1.6 MPa/s之间;一定的冲击荷载和速率水平下,随着作用次数即总能量的提高,淤泥中的相对大孔隙和最大孔隙部分会明显减少,而当间隔时间较短的作用次数再提高时,上述效应会降低;对于有效减少较大孔隙而言,淤泥受冲击的次数存在某个合适的量值.上述规律有助于从内部本质上寻求和掌握各种静动力排水固结法处理淤泥类软基的微观机理,为其科学设计及施工优化提供了进一步的依据.