目录
前言
章 绪论 1
1.1 砂岩非饱和渗流问题的研究目的及意义 1
1.2 砂岩非饱和渗流与微观结构研究现状 5
1.2.1 砂岩非饱和渗流理论研究现状 5
1.2.2 砂岩非饱和渗流实验研究现状 9
1.. 砂岩微观结构研究现状 11
1.3 本书的主要内容 14
参考文献 15
第2章 中子成像技术应用及图像分析
2.1 中子成像技术在岩石渗流研究中的应用现状
2.1.1 二维中子成像在研究岩石介质内水动态分布特征的应用
2.1.2 三维中子成像在研究岩石介质内水动态分布特征的应用 24
2.2 中子成像技术原理及系统结构 26
2.2.1 中子成像技术原理 26
2.2.2 中子成像系统结构 26
. 中子成像设施 27
..1 中国工程物理研究院反应堆 27
..2 中国原子能科学研究院中国优选研究堆 28
2.4 中子图像处理分析 29
2.5 中子散及束线硬化影响评估与纠正 30
2.6 本章小结 33
参考文献 34
第3章 砂岩基质非饱和渗流模型 36
3.1 吸水系数模型 36
3.1.1 吸水系数毛细管束模型 36
3.1.2 吸水系数分形模型 38
3.2 非饱和扩散函数模型 41
3.2.1 基于Matano方法的非饱和扩散系数计算 42
3.2.2 广义菲克定律的非饱和扩散系数模型 42
3.. 非饱和扩散函数Lockington-Parlange模型 43
3.2.4 非饱和扩散函数Meyer-Warrick模型 44
3.2.5 非饱和扩散函数分形模型 45
3.3 吸水系数和毛细管系数的关系 46
3.4 自发渗吸吸水质量模型 47
3.4.1 吸水质量毛细管模型 47
3.4.2 吸水质量分形模型 48
3.5 本章小结 48
参考文献 49
第4章 基于中子成像的砂岩基质吸水系数研究 52
4.1 基于润湿锋位置演化特征的低渗砂岩吸水系数研究 52
4.1.1 低渗砂岩样品描述 52
4.1.2 低渗砂岩孔隙结构的X线CT成像研究 54
4.1.3 低渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析 59
4.1.4 结果与讨论 62
4.1.5 结论 67
4.2 基于砂岩吸水质量演化特征的中高渗砂岩吸水特征研究 68
4.2.1 中高渗砂岩物、渗透率及孔隙结构表征 69
4.2.2 中高渗砂岩自发渗吸中子成像实验与吸水称重实验 75
4.. 中高渗砂岩吸水系数研究 77
4.2.4 结论 89
4.3本 章小结 90
参考文献 91
第5章 基于中子成像的砂岩基质非饱和扩散函数研究 93
5.1 低渗砂岩非饱和扩散函数研究 93
5.1.1 低渗砂岩微观结构与渗透分析 93
5.1.2 基于中子图像的低渗砂岩动态含水率测定 96
5.1.3 低渗砂岩非饱和扩散函数计算 98
5.1.4 低渗砂岩吸水过程中的动态含水率分布特征 102
5.1.5 低渗砂岩吸水系数和毛细管系数关系研究 105
5.1.6 结论 109
5.2 中高渗砂岩孔隙结构与非饱和扩散函数的关系 110
5.2.1 中高渗砂岩内部中央含水率演变过程 111
5.2.2 中高渗砂岩非饱和扩散函数计算 112
5.. 中高渗砂岩内部含水率动态演变特征 118
5.2.4 结论 1
5.3 本章小结 124
参考文献 125
第6章 基于中子成像的裂隙砂岩非饱和渗流问题研究 126
6.1 裂隙砂岩非饱和渗流模型 126
6.2 裂隙低渗砂岩吸水系数研究 128
6.2.1 裂隙低渗砂岩样品描述 129
6.2.2 裂隙低渗砂岩X线CT成像研究 130
6.. 裂隙低渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析 131
6.2.4 裂隙低渗砂岩吸水系数分析 133
6.2.5 结论 139
6.3 裂隙高渗砂岩吸水系数研究 140
6.3.1 裂隙高渗砂岩样品描述 140
6.3.2 裂隙高渗砂岩X线CT成像研究 142
6.3.3 裂隙高渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析 142
6.3.4 含粗糙裂隙高渗砂岩吸水系数分析 148
6.3.5 含光滑裂隙高渗砂岩吸水系数分析 153
6.3.6 结论 159
6.4 裂隙高渗砂岩非饱和扩散函数研究 161
6.4.1 裂隙高渗砂岩样品描述 161
6.4.2 裂隙高渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析 162
6.4.3 裂隙砂岩非饱和扩散函数分析 164
6.4.4 结论 173
6.5 本章小结 174
参考文献 174
彩图
本书在归纳总结中子成像技术和砂岩非饱和渗流机理研究进展的基础上，综合利用X线CT成像、中子成像等多种传统和新兴实验手段，结合分形等理论对不同孔隙结构特征的低渗砂岩非饱和渗流问题开展系列研究。本书首先介绍了中子成像技术原理及中国优选研究堆中子成像测试平台，探讨了中子图像处理分析流程及中子散和束线硬化影响评估与纠正方法；展示了砂岩介质自发渗析模型、非饱和扩散函数模型、吸水系数和毛管系数关系模型；报告了基于润湿锋位置演化特征的砂岩毛细管系数研究和基于砂岩吸水质量演化特征的吸水系数研究成果等。介绍了基于中子成像砂岩基质非饱和扩散函数研究及砂岩孔隙结构与砂岩非饱和扩散函数的关系模型；并对裂隙砂岩非饱和渗透模型研究成果进行了说明。
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