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一種多孔易碎顆粒的破碎過程中微觀孔隙結(jié)構(gòu)演化的模擬方法

文檔序號(hào):41951071發(fā)布日期:2025-05-16 14:11閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種多孔易碎顆粒的破碎過程中微觀孔隙結(jié)構(gòu)演化的模擬方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟1)中,多孔巖土顆粒材料的粒徑為20-40mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟2)中,x-ct掃描儀分辨率為10-30μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟5)中,逐級(jí)尺度劃分方法為:初始三維模型劃分為其體積的尺度,即尺度,進(jìn)一步地,體積尺度為尺度,即尺度的三維模型需取自體積尺度為的三維模型內(nèi)部,依此類推,體積尺度為即尺度的三維模型需取自體積尺度為的三維模型內(nèi)部,體積尺度為即的三維模型取自體積尺度為的三維模型內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟7)計(jì)算方法是:總孔隙率φv是由步驟6)中各孔隙模型所占的體素體積vpore,以及步驟5)中各主體模型所占的體素體積vmodel之間的百分比得到:二維切片面孔率φs是由切片孔隙面積spore,以及切片總面積ss的百分比得到:

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟7)利用得到的初始主體模型體積尺度下的總孔隙率φv,建立φv與不同尺度體積的對應(yīng)關(guān)系曲線關(guān)系,進(jìn)而獲得顆粒多尺度破碎對于總孔隙率的影響,對于均質(zhì)的顆粒材料,在理想條件下,體積尺度下的φv一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬方法,其特征在于,所述步驟9)利用得到的初始主體模型體積尺度下的連通孔隙率φt,建立連通孔隙率φt與不同尺度體積對應(yīng)曲線關(guān)系,進(jìn)而獲得顆粒多尺度破碎過程中孔隙結(jié)構(gòu)連通性的變化;優(yōu)選地,計(jì)算方法是:利用連通孔隙三維渲染模型所占的體素體積vtp,以及步驟5中各主體三維渲染模型所占的體素體積vmodel的百分比得到連通孔隙率φt:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模擬方法,其特征在于,利用步驟10)中的孔隙結(jié)構(gòu)性參數(shù)是單個(gè)孔隙體積vpi、等效直徑de、形狀因子gp;所述計(jì)算方法是:孔隙體積vpi直接由單個(gè)孔隙所占空間體素的體積得出;等效直徑de由關(guān)于單個(gè)孔隙體積vpi的公式得出:形狀因子gp則由孔隙橫截面積s和孔隙周長p定義得到:

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬方法,其特征在于,利用步驟10)中得到的單個(gè)孔隙體積vpi、等效直徑de、形狀因子gp,建立孔隙體積、等效直徑分布頻率圖,及平均等效直徑de、形狀因子gp其與各尺度體積之間的變化曲線。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于顆粒材料技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種多孔易碎顆粒的破碎過程中微觀孔隙結(jié)構(gòu)演化的模擬方法。包括如下步驟:試樣準(zhǔn)備、高分辨率X?CT掃描、圖像處理得到分析體、三維重構(gòu)生成三維渲染模型、多尺度模擬建立模型、孔隙提取、孔隙率分析、孔隙連通性分析、連通孔隙率分析、孔隙結(jié)構(gòu)性參數(shù)分析。基于X?CT技術(shù)和AVIZO軟件,利用高分辨率斷層掃描數(shù)據(jù),結(jié)合AVIZO軟件的去噪、分割和建模功能,精準(zhǔn)提取顆粒破碎過程中的孔隙結(jié)構(gòu)變化,通過微觀尺度下單顆粒的三維重構(gòu)與孔隙結(jié)構(gòu)分析,以及微觀尺度下顆粒群體破碎行為的整體模擬,動(dòng)態(tài)量化孔隙率及其關(guān)鍵參數(shù)的演化規(guī)律,建立破碎程度與孔隙率變化的定量關(guān)聯(lián)模型。

技術(shù)研發(fā)人員:張先偉,嚴(yán)蕾,朱華亮,王青志,魏剛,劉新宇,王港,茍樂宇,任芊芊
受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/15
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