Tính độ thấm trong môi trường vết nứt bão hòa một phần sử dụng phân bố fractal

Mục đích của nghiên cứu này là tính độ thấm trong môi trường vết nứt ở điều kiện bão hòa một phần sử dụng phân bố fractal. Với mục đích đó, xét môi trường vết nứt như hệ các khe mao dẫn song song bão hòa một phần tuân theo phân bố fractal. Khi đó, cho phép xác định mối quan hệ áp suất bão hòa của KMD theo độ rộng, sau đó suy ra biểu thức độ thấm của môi trường vết nứt .
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính độ thấm trong môi trường vết nứt bão hòa một phần sử dụng phân bố fractalTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 TÍNH ĐỘ THẤM TRONG MÔI TRƯỜNG VẾT NỨT BÃO HÒA MỘT PHẦN SỬ DỤNG PHÂN BỐ FRACTAL Nguyễn Văn Nghĩa, Lương Duy Thành Trường Đại học Thủy lợi, email: nghia_nvl@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG thực của KMD, τ = Lτ/Lo là độ uốn (không thứ nguyên) của KMD và tiết diện A (m2) Như ta biết, đá nứt nẻ phổ biến trong môi như trong hình 1. Chúng tôi quan niệm cáctrường địa chất và chúng đóng vai trò quan vết nứt của REV là một hệ KMD song songtrọng trong nhiều vấn đề khoa học như dòng có khẩu độ a (m) khác nhau và độ rộng wchảy ngầm, sự vận chuyển chất, lưu trữ CO2 (m), theo phân bố fractal [2,5] ta có:và chất thải hạt nhân... Các phương pháp địa f ( w) = Df wmax w- Df -1 , wmin  w  wmax (1) Dfvật lý có thể cung cấp thông tin về cấu trúcvà tính chất vật lý của môi trường vết nứt trong đó Df (không có đơn vị) với 1  Df  2(MTVN) hay đá nứt nẻ [1, 3, 5]. Do vậy, mục [3], wmin (m) và wmax (m) lần lượt là độ rộngđích của nghiên cứu này là tính độ thấm nhỏ nhất và lớn nhất của KMD trong REV,trong MTVN ở điều kiện bão hòa một phần tương ứng với giới hạn dưới và giới hạn trên(BHMP) sử dụng phân bố fractal. Với mục của phân bố fractal. Do đó, số KMD có độđích đó, xét MTVN như hệ các khe mao dẫn rộng từ w đến w + dw được cho bởi f(w)dw(KMD) song song BHMP tuân theo phân bố [3]. Tổng số KMD từ wmin đến wmax cho bởi: wmax N tot =  f ( w)dw =  wmax / wmin  Dffractal. Khi đó, cho phép xác định mối quan (2) wminhệ áp suất bão hòa của KMD theo độ rộng,sau đó suy ra biểu thức độ thấm của MTVN.Độ thấm của mô hình phụ thuộc vào thông sốcấu trúc vi mô của MTVN và độ bão hòa(ĐBH) của nước. Kết quả nhận được từ môhình này được so sánh với số liệu mô phỏng(SLMP) [2], số liệu thực nghiệm (SLTN) [4]và mô hình của Guarracino (2006) [1]. Hình 1. Sơ đồ của một môi trường vết nứt2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Với α = wmin/wmax và khẩu độ a được liên hệ với độ rộng w của KMD theo quy luật [3]: Ta biết, các vết nứt trong môi trường địa a = βw (3)chất tồn tại trên một phạm vi rộng, từ trong đó β (không có đơn vị) là hệ số tỉ lệ.micromet đến hàng nghìn km [1, 5]. Để tính Giả sử ban đầu REV chứa đầy nước và sauđộ thấm trong MTVN, xét mô hình ở đây là đó nước hạ xuống bởi áp suất cột áp. Đối vớicác KMD được tạo thành giữa các lớp đá [3]. một KMD, mối quan hệ giữa độ rộng KMDĐộ thấm của lớp đá thường nhỏ hơn nhiều so wh và độ cao cột áp h tính gần đúng bởi [5]:với độ thấm của KMD, do đó lớp đá có thể 2Tscosθcoi là không thấm nước và không có sự trao h= (4)đổi chất lỏng qua nó. Chúng tôi xét một phần ρw gβwhtử thể tích đặc trưng (REV) dạng khối lập trong đó Ts (N/m) là sức căng bề mặt củaphương có chiều dài Lo (m), Lτ là chiều dài nước, θ (o) là góc mép, ρw (kg/m3) là khối 310 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8lượng riêng của nước và g (m/s2) là gia tốc Kết hợp phương trình (9) và (10), thu đượctrọng trường. Khi w > wh thì một KMD sẽ bị biểu thức độ thấm k trong điều kiện BHMP:nước bão hòa hoàn toàn (BHHT). Do đó, 4- Dftrong các hệ nước làm dính ướt, nước lấp đầy Df [( Se + (1- Se )α ) - α 4-Df ] 2- Df 2- DfKMD có độ rộng nhỏ nhất, không khí lấp đầy k= (11) 12 β -3wmax τA(4 - Df ) ...