一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法技术

本发明专利技术公开了一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，包括：利用颗粒分析试验获得松散破碎岩土体的颗粒级配曲线，并求得等效粒径和平均粒径；利用含水率试验、密度试验与比重试验得到松散破碎岩土体的孔隙率；利用等效粒径、平均粒径和孔隙率，求得松散破碎岩土体三维迂曲度。通过上述方案，本发明专利技术具有逻辑简单、准确可靠、参数确定简单快捷等优点，在环境保护与生态修复技术领域具有很高的实用价值和推广价值。推广价值。推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法


[0001]本专利技术涉及环境保护与生态修复
，尤其是一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法。

技术介绍

[0002]迂曲度作为表征流体流经多孔介质孔隙通道的过程参量，可反映多孔介质孔隙通道的分布发育程度。目前，一些学者对多孔介质迂曲度开展了一定的研究，例如，郁伯铭等通过假定土体颗粒为正方形形状推导了迂曲度和孔隙率间的几何关系式，再如LI Jianhua、袁培等基于Sierpinski carpet的自相似性推导了迂曲度与孔隙率呈分形维数的函数关系，MATYKA基于格子玻尔兹曼方法研究了多孔介质迂曲度
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孔隙度关系，Lanfrey等在假定孔隙通道面积不变的情况下提出了一个关于孔隙率的迂曲度模型，李滔分析了微多孔介质迂曲度与孔隙结构的关系。颜瀚、戴邵衡、甘进等在假设土体颗粒为正方形颗粒及大小相等的条件下研究了考虑孔隙率和颗粒排列影响的土体迂曲度模型，黎章等在假设土体颗粒为圆形的情况下建立了考虑土体颗粒级配的几何迂曲度模型。薛东杰基于毛细管模型有与Hagen
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Poiseuille 公式及达西定律建立微观的迂曲度表达式，饶登宇基于光滑粒子流体动力学（SPH）方法对重构三维土柱进行仿真试验及采用曲线拟合获取其扩散迂曲度值，AHMADI等通过考虑球形颗粒在三维空间内正方体和四面体排列方式与采用平均体积法建立了等粒径球体迂曲度模型。
[0003]另外，在专利技术中，如专利公开号为“CN109993786A”、名称为“迂曲度获取方法、装置、设备以及存储介质”的中国专利技术专利，其通过获取储集岩的孔隙网络模型，根据第一坐标数据和第二坐标数据确定第一孔隙和第二孔隙之间的直线距离；根据分布数据确定第一通道集合，并从第一通道集合筛选距离最短的第一通道作为第二通道，根据直线距离和第二通道的距离确定第一孔隙和第二孔隙之间的第一路径迂曲度，根据第一路径迂曲度集合确定储集岩的迂曲度。该技术以取储集岩为对象开展研究，通过图像处理得到其孔隙网络模型，在利用取储集岩的孔隙网络模型获得它的迂曲度。
[0004]再如专利公开号为“CN113297815A”、名称为“一种考虑多孔松散介质迂曲度的宾汉姆型水泥浆液渗透注浆扩散半径计算方法”的中国专利技术专利，又如专利公开号为“CN114720331A”、名称为“岩土体迂曲度幂律浆液时变性的柱半球渗透半径确定方法”的中国专利技术专利。上述两个专利技术专利技术仅考虑了多孔介质迂曲度影响的渗透注浆扩散半径确定方法且将迂曲度均认为一定值，而未提出迂曲度的具体计算方法。
[0005]综上所述，目前确定岩土体迂曲度的技术方法主要存在以下两个方面的问题：第一，假设岩土体为正方形或圆形（球形）颗粒，这不能反应岩土体实际的颗粒分布特征；第二，当前的迂曲度计算模型，要么包含的岩土体性质指标单一，如目前的绝大多数迂曲度计算模型仅考虑了岩土体孔隙率的影响，由此计算得到的迂曲度理论值与岩土体实际的迂曲度指标相差大；要么复杂包含的参数多且这些参数确定极其困难，不能在实践
中应用来确定岩土体的迂曲度。
[0006]由此可见，目前的岩土体迂曲度计算方法难以满足工程实践的需求，不能合理有效地确定松散破碎岩土体实际的三维迂曲度指标。
[0007]因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，本专利技术采用的技术方案如下：一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，其包括以下步骤：利用颗粒分析试验获得松散破碎岩土体的颗粒级配曲线，并求得等效粒径和平均粒径；利用含水率试验、密度试验与比重试验得到松散破碎岩土体的孔隙率；利用等效粒径、平均粒径和孔隙率，求得松散破碎岩土体三维迂曲度，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为：其中，为水的密度；为重力加速度；为水的黏度；表示以10为底的对数函数。
[0009]进一步地，所述确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，还包括：在松散破碎岩土体的颗粒级配曲线的纵坐标上选取20%、50%所在的点对应的横坐标值，分别记为等效粒径和平均粒径。
[0010]进一步地，联合采用筛析法与密度计法或移液管法测量获得松散破碎岩土体的颗粒级配曲线。
[0011]进一步地，所述松散破碎岩土体的孔隙率的表达式为：其中，为4℃时纯蒸馏水密度；表示松散破碎岩土体密度；表示松散破碎岩土体质量含水量；表示松散破碎岩土体比重。
[0012]优选地，所述松散破碎岩土体质量含水量采用烘干法测量获得。
[0013]优选地，所述松散破碎岩土体比重采用比重瓶法与虹吸筒法结合测量获得。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术针对目前确定岩土体迂曲度方法的不足与实际工程中面临的技术难题，提出的一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度的计算方法更能反映松散破碎岩土体实际的颗粒级配特性及其孔隙通道分布发育规律。
[0015]（2）本专利技术结合等效粒径、平均粒径和孔隙率求得的松散破碎岩土体三维迂曲度较目前的技术得到的迂曲度指标更符合实际情况，进而可为松散破碎岩土体的环境保护与生态修复工程设计提供理论指导与技术参考。
[0016]综上所述，本专利技术具有逻辑简单、准确可靠、参数确定简单快捷等优点，在环境保护与生态修复
具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本专利技术的逻辑流程图。
[0019]图2为本专利技术中实施例2
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4的松散破碎岩土体颗粒级配曲线图。
[0020]图3为本专利技术中实施例5的松散破碎岩土体颗粒级配曲线图。
[0021]图4为本专利技术中实施例6的松散破碎岩土体颗粒级配曲线图。
[0022]图5为本专利技术中实施例7的松散破碎岩土体颗粒级配曲线图。
[0023]图6为本专利技术的松散破碎岩土体三维迂曲度与孔隙率的变化规律图。
[0024]图7为本专利技术的松散破碎岩土体三维迂曲度与等效粒径的变化规律图。
[0025]图8为本专利技术的松散破碎岩土体三维迂曲度与平均粒径的变化规律图。
具体实施方式
[0026]为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术
作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]本本实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，其特征在于，包括以下步骤：利用颗粒分析试验获得松散破碎岩土体的颗粒级配曲线，并求得等效粒径和平均粒径；利用含水率试验、密度试验与比重试验得到松散破碎岩土体的孔隙率；利用等效粒径、平均粒径和孔隙率，求得松散破碎岩土体三维迂曲度，其表达式为：其表达式为：其表达式为：其表达式为：其表达式为：其表达式为：其中，为水的密度；为重力加速度；为水的黏度；表示以10为底的对数函数。2.根据权利要求1所述的一种确定松散破碎岩土体三维迂曲度方法，其特征在于，还包括：在松散破碎岩土体的颗粒级配曲线的纵坐标上选取20%、50%所在的点对应的横坐标值，分别记为等效粒径和平均粒径。3.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志全，张家俊，朱颖彦，杨溢，穆罕默德，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：