上新世红土微观结构参数与渗透系数的变化关系研究

• 作者: 李文平 杨玉茹 王启庆
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 上新世 红土 微观结构 图像处理 渗透系数 定量分析
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 环境地质
• 页码范围: 153-160
• 页数: 8页
• 分类号: P642.13+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.201905074

摘要

新近系上新世(N2)红土是实现我国西北地区保水采煤和生态环境保护的关键隔水层,研究红土的微观结构有利于分析其渗透性变化的内在机理.文章利用Matlab对不同渗透系数的N2红土的SEM图像进行了预处理和二值化分割,提取孔隙轮廓,得到其孔隙大小、排列、形态和类型等微观特征,并分析了红土的灰度熵、平均孔径、扁圆度、分布分维和概率熵等孔隙微观结构参数与渗透系数之间的关系.结果 表明:图像灰度熵与渗透系数之间无明显变化规律,灰度熵在0.88～0.92之间;平均孔径在2.7 ～3.7 μm之间,渗透系数随平均孔径的增加呈指数型增加;对孔隙大小按照微孔隙(＜1 μm)、小孔隙(1～4μm)、中孔隙(4～16 μm)、大孔隙(＞16 μm)4组进行分类,发现小孔隙的数量最多,约占总孔隙数的50％以上,中孔隙和大孔隙的面积约占总孔隙面积的80％以上,渗透系数的增大主要与中孔隙和大孔隙有关;孔隙扁圆度在0.54 ～0.57之间,形状系数在0.63～0.75之间,孔隙主要呈扁椭圆状,渗透系数随扁圆度的增加呈指数型缓慢减小,随形状系数的增加呈线性减小;孔隙的分布分维数在1.00～1.40之间,随着分布分维的增加,孔隙由大变小,渗透系数随之呈指数型减小;不同土样的概率熵在0.97 ～0.99之间,孔隙缺乏明显定向性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李文平	中国矿业大学资源与地球科学学院	115	1862	22.0	38.0
2	王启庆	中国矿业大学资源与地球科学学院	14	94	5.0	9.0
3	杨玉茹	中国矿业大学资源与地球科学学院	1	0	0.0	0.0