Định lượng độ bão hòa chất lỏng trong môi trường rỗng trong suốt

Vadose Zone Journal - Tập 16 Số 2 - Trang 1-9 - 2017
Lee-Ann K. Sills1, Kevin G. Mumford1,2, Greg Siemens3,2
1Dep. of Civil Engineering Queen's Univ. Kingston ON K7L 3N6 Canada
2GeoEngineering Centre at Queen's–Royal Military College Kingston ON K7L 3N6 Canada
3Dep. of Civil Engineering Royal Military College of Canada Kingston ON K7K 7B4 Canada

Tóm tắt

Ý tưởng chínhCác kỹ thuật hình ảnh rất hiệu quả trong việc nghiên cứu dòng chảy đa pha trong môi trường rỗng.Môi trường rỗng trong suốt có thể được sử dụng để định lượng độ bão hòa chất lỏng tại địa phương.Cần có các phương pháp hiệu quả để hiệu chuẩn mối quan hệ cường độ - độ bão hòa.Quy trình mới của chúng tôi sử dụng ít hình ảnh và phép đo hơn.Các độ bão hòa được dự đoán dựa trên hình ảnh đã được hiệu chuẩn khớp với các phép đo độc lập.Các thí nghiệm sử dụng môi trường rỗng trong suốt, trong đó chỉ số khúc xạ của các hạt rắn và chất lỏng ướt được điều chỉnh tương ứng, có thể được sử dụng để định lượng độ bão hòa chất lỏng từ các hình ảnh số. Trong nghiên cứu này, các phương pháp hiệu chuẩn và xác nhận có hiệu quả hơn cho môi trường rỗng trong suốt không bão hòa đã được phát triển, sử dụng chỉ ba hình ảnh và một phép đo độ bão hòa. Các thí nghiệm cột thẩm thấu và thoát nước đã được sử dụng để xác định cường độ pixel và độ bão hòa tại độ bão hòa chất lỏng ướt còn sót lại, cũng như tại độ bão hòa chất lỏng không ướt còn sót lại trong hai loại môi trường rỗng trong suốt được sử dụng để xác nhận. Các hình ảnh khác là cường độ pixel ở 100% và 0% độ bão hòa chất lỏng ướt. Kết quả từ các thí nghiệm thoát nước và thẩm thấu trên hai loại môi trường rỗng trong suốt cho thấy một mối quan hệ cường độ pixel - độ bão hòa theo log-linear, phù hợp với các điểm xác nhận từ nghiên cứu này cũng như những cái sử dụng phương pháp hiệu chuẩn trước đó. Chúng tôi mong rằng quy trình hiệu chuẩn mới này sẽ cho phép phát triển hiệu quả các mối quan hệ độ bão hòa - cường độ pixel để nghiên cứu dòng chảy đa pha bằng cách sử dụng môi trường rỗng trong suốt dưới nhiều điều kiện khác nhau.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Black J.A., 2015, Quantification of optical clarity of transparent soil using the modulation transfer function, Geotech. Test. J., 38, 588, 10.1520/GTJ20140216

Dane J.H., 2002, Methods of soil analysis. Part 4. Physical methods, 671, 10.2136/sssabookser5.4

10.1016/0169-7722(92)90034-C

10.1016/S0169-7722(97)00068-5

Ezzein F.M., 2011, A transparent sand for geotechnical laboratory modeling, Geotech. Test. J., 34, 590, 10.1520/GTJ103808

10.1103/PhysRevLett.68.3164

Gao Y., 2015, Visualization of chemical grout permeation in transparent soil, Geotech. Test. J., 38, 774, 10.1520/GTJ20140202

Iskander M., 2015, Past, present, and future of transparent soils, Geotech. Test. J., 38, 557, 10.1520/GTJ20150079

10.1016/j.jconhyd.2014.04.001

Kashuk S., 2015, Methodology for optical imaging of NAPL 3D distribution in transparent porous media, Geotech. Test. J., 38, 603, 10.1520/GTJ20140153

10.1016/S0169-7722(00)00133-9

10.1007/s00348-010-1018-6

10.1016/j.ces.2008.12.028

10.1016/0169-7722(87)90017-9

10.1016/S0309-1708(00)00045-2

10.2136/vzj2006.0178

10.1029/2005WR004553

Peters S.B., 2011, Characterization of transparent soil for unsaturated applications, Geotech. Test. J., 34, 445, 10.1520/GTJ103580

10.1029/2006WR005814

Siemens G.A., 2015, Characterization of transparent soil for use in heat transport experiments, Geotech. Test. J., 38, 620, 10.1520/GTJ20140218

Siemens G.A., 2014, Unsaturated soils, 1085, 10.1201/b17034-158

10.1002/wrcr.20101

10.1139/cgj-2013-0447

Stöhr M., 2006, Dynamic regimes of buoyancy‐affected two‐phase flow in unconsolidated porous media, Phys. Rev., 73, 036301

Sui W., 2015, Modeling of grout propagation in transparent replica of rock fractures, Geotech. Test. J., 38, 765, 10.1520/GTJ20140188

Tabe K., 2015, Transparent aquabeads to model LNAPL ganglia migration through surfactant flushing, Geotech. Test. J., 38, 787, 10.1520/GTJ20140221

10.1029/94WR00953

10.1016/0169-7722(94)90075-2

10.1016/j.jconhyd.2010.01.001

10.1680/geot.2003.53.7.619

10.1016/j.advwatres.2012.07.018

Thông tin
Thông tin xuất bản

Vadose Zone Journal

Tập 16 Số 2

1-9

Thông tin tác giả