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申请/专利权人：长安大学

摘要：本发明涉及岩土类材料渗透性模型构建技术，公开了用于岩土类材料渗透性评估模型的构建方法及应用，包括：通过CT扫描得到岩土体各向的若干张2D扫描切片，设置真实岩土体模型中控制岩土体介质的生成的参数集，基于各向2D扫描切片获取岩土体中超过设定粒径的团粒的第一分布，根据第一分布确定参数集的第一初始参数，依据岩土体中小于或等于设定粒径的团粒的第二分布，生成岩土体数字化模型；配置岩土体数字化模型的参数化输入模块，以根据实际需要进行自定义构建；配置岩土体数字化模型的参数化分割模块对岩土体数字化模型中的孔隙和基质形成分割，得到岩土类材料计算模型。本申请基于构建的岩土类材料计算模型对岩土类材料渗流特性进行评估。

主权项：1.用于岩土类材料渗透性评估模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：通过CT扫描得到岩土体各向的若干张2D扫描切片，基于若干张2D扫描切片采用MATLAB软件进行3D重构，得到真实岩土体模型；设置真实岩土体模型中控制岩土体介质的生成的参数集，基于各向2D扫描切片获取岩土体中超过设定粒径的团粒的第一分布，根据所述第一分布确定所述参数集的第一初始参数，生成各向同性的岩土体第一颗粒团；基于各向同性的岩土体第一颗粒团，并依据岩土体中小于或等于设定粒径的团粒的第二分布，参照岩土体各向2D扫描切片，确定岩土体中第二颗粒团的第二初始参数，生成以岩土体第一颗粒团为基础的岩土体数字化模型；配置岩土体数字化模型的参数化输入模块，以根据实际需要对岩土体数字化模型的尺寸大小进行自定义构建；以及配置岩土体数字化模型的参数化分割模块以对岩土体数字化模型中的孔隙和基质形成分割，从而得到岩土类材料计算模型，并基于岩土类材料计算模型进行岩土类材料渗透性的评估；所述真实岩土体模型采用MATLAB软件进行3D重构的方法包括：第一步，采用im2bw函数对选取的i张2D扫描切片进行二值化处理，生成只包含0-1的2D点数组；第二步，采用cat和squeeze函数将1-i张二值化图像沿深度方向进行3D数组装载，并生成3D计算模型；第三步，将生成3D计算模型进行数字化存储，并形成0-1的三维矩阵，以供后续数据读取；岩土类材料模型的数字化，通过运用MATLAB编程语言，在COMSOL基础上二次开发实现，其二次开发实现过程为：使用COMSOL中APP开发器功能对建模过程进行APP封装搭建，自主设计封装完成的APP图标，启动界面，运行界面，包括三个区划：参数输入区、操作区、结果可视化展示区；其中，第一区划包含模型导入、材料属性设定、边界条件选定以及压差参数输入；第二区划包含“模型构建”、“网格剖分”、“结果计算”、“报告文档导出”以及“帮助文档查看”按钮；第三区划是模型可视化展示，计算后得到岩土类材料渗流过程动态分布图、速度场分布、阻力场分布以及局部细节数据曲线；通过二次开发过程实现与AVIZO、CAD、MATLAB软件的联合仿真建模，通过参数化输入对岩土体数字化模型进行材料设定，包括边界条件设置，网格剖分，有限元数值计算，自定义微分方式分析相应的速度场、压力场、阻力场及局部细节数据渗透特性，能够实现帮助文档查看和计算结果报告自动整理导出功能；APP具体搭建过程如下：1）主窗口设定，在主窗口下的菜单栏中添加3个子项，并分别设置为保存、另存为和退出；2）建立相应功能的表单，并在主表单中完成APP运行界面的整体布局的规划，在表单窗口建立4个表单，其中第1个表单作为主表单用于APP窗口的整体搭建布局设计，为防止表单过多，并将参数输入区、操作区、结果可视化展示区布置在其上；其他3个表单分别为集合表单、信息表单和APP主要功能简介表单，将信息表单和APP主要功能简介表单及主表单复合到几个表单中，以主表单为默认窗口展示；3）程序编写，添加相应功能，对于所需输入的参数及仿真过程直接链接到APP中，并为参数输入区、操作区、结果可视化展示区添加相应功能；岩土材料孔隙渗流阻力场expr计算表达式为： 。

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权利要求：

百度查询： 长安大学 用于岩土类材料渗透性评估模型的构建方法及应用