本书共分6章，第1章介绍了砂岩非饱和渗流问题的工程背景及相关理论与实验研究进展；第2章着重介绍了中子成像技术原理、成像设备和图像处理分析方法；第3章系统总结了砂岩基质吸水性系数、非饱和扩散函数、吸水质量等非饱和渗流模型以及裂隙吸水性系数模型；在前3章内容的基础上，第4~6章分别重点分析了砂岩基质吸水特征、非饱和扩散函数与裂隙砂岩非饱和渗流规律。其中，第4章聚焦不同渗透率砂岩吸水过程中的润湿锋与吸水质量分析：首先，借助X射线CT与压汞法对砂岩孔隙结构特征进行量化分析；并利用中子成像技术和称重法分别追踪了砂岩吸水过程中润湿锋位置演化特征和吸水量变化规律，分别计算了吸水性系数与毛细管系数；最后，基于吸水性系数毛管束模型、分形模型等理论模型和试验数据探讨了砂岩吸水性系数、毛细管系数与孔隙结构特征参数间的联系。第5章，通过对中子图像进一步量化分析，获取了砂岩基质吸水过程中的含水率时空分布数据，并结合第3章中理论模型对砂岩非饱和扩散函数进行计算，并与基于砂岩孔隙结构数据和分形模型计算的非饱和扩散函数进行了对比分析。第6章重点分析了裂隙砂岩非饱和渗流问题，基于中子图像研究了非饱和裂隙和孔隙系统中的水分渗流行为，考虑水分渗流和裂隙砂岩微观结构特征，探讨和完善了裂隙区和基质区非饱和渗流理论模型。
前言
第1章绪论
1.1砂岩非饱和渗流问题的研究目的及意义
1.2砂岩非饱和渗流与微观结构研究现状
1.2.1砂岩非饱和渗流理论研究现状
1.2.2砂岩非饱和渗流实验研究现状
1.2.3砂岩微观结构研究现状
1.3本书的主要内容
参考文献
第2章中子成像技术应用及图像分析
2.1中子成像技术在岩石渗流研究中的应用现状
2.1.1二维中子成像在研究岩石介质内水动态分布特征的应用
2.1.2三维中子成像在研究岩石介质内水动态分布特征的应用
2.2中子成像技术原理及系统结构
2.2.1中子成像技术原理
2.2.2中子成像系统结构
2.3中子成像设施
2.3.1中国工程物理研究院反应堆
2.3.2中国原子能科学研究院中国优选研究堆
2.4中子图像处理分析
2.5中子散射及束线硬化影响评估与纠正
2.6本章小结
参考文献
第3章砂岩基质非饱和渗流模型
3.1吸水性系数模型
3.1.1吸水性系数毛细管束模型
3.1.2吸水性系数分形模型
3.2非饱和扩散函数模型
3.2.1基于Matano方法的非饱和扩散系数计算
3.2.2广义菲克定律的非饱和扩散系数模型
3.2.3非饱和扩散函数Lockington-Parlange模型
3.2.4非饱和扩散函数Meyer-Warrick模型
3.2.5非饱和扩散函数分形模型
3.3吸水性系数和毛细管系数的关系
3.4自发渗吸吸水质量模型
3.4.1吸水质量毛细管模型
3.4.2吸水质量分形模型
3.5本章小结
参考文献
第4章基于中子成像的砂岩基质吸水性系数研究
4.1基于润湿锋位置演化特征的低渗砂岩吸水性系数研究
4.1.1低渗砂岩样品描述
4.1.2低渗砂岩孔隙结构的X射线CT成像研究
4.1.3低渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析
4.1.4结果与讨论
4.1.5结论
4.2基于砂岩吸水质量演化特征的中高渗砂岩吸水特征研究
4.2.1中高渗砂岩物性、渗透率及孔隙结构表征
4.2.2中高渗砂岩自发渗吸中子成像实验与吸水称重实验
4.2.3中高渗砂岩吸水性系数研究
4.2.4结论
4.3本章小结
参考文献
第5章基于中子成像的砂岩基质非饱和扩散函数研究
5.1低渗砂岩非饱和扩散函数研究
5.1.1低渗砂岩微观结构与渗透性分析
5.1.2基于中子图像的低渗砂岩动态含水率测定
5.1.3低渗砂岩非饱和扩散函数计算
5.1.4低渗砂岩吸水过程中的动态含水率分布特征
5.1.5低渗砂岩吸水性系数和毛细管系数关系研究
5.1.6结论
5.2中高渗砂岩孔隙结构与非饱和扩散函数的关系
5.2.1中高渗砂岩内部中央含水率演变过程
5.2.2中高渗砂岩非饱和扩散函数计算
5.2.3中高渗砂岩内部含水率动态演变特征
5.2.4结论
5.3本章小结
参考文献
第6章基于中子成像的裂隙砂岩非饱和渗流问题研究
6.1裂隙砂岩非饱和渗流模型
6.2裂隙低渗砂岩吸水性系数研究
6.2.1裂隙低渗砂岩样品描述
6.2.2裂隙低渗砂岩X射线CT成像研究
6.2.3裂隙低渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析
6.2.4裂隙低渗砂岩吸水性系数分析
6.2.5结论
6.3裂隙高渗砂岩吸水性系数研究
6.3.1裂隙高渗砂岩样品描述
6.3.2裂隙高渗砂岩X射线CT成像研究
6.3.3裂隙高渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析
6.3.4含粗糙裂隙高渗砂岩吸水性系数分析
6.3.5含光滑裂隙高渗砂岩吸水性系数分析
6.3.6结论
6.4裂隙高渗砂岩非饱和扩散函数研究
6.4.1裂隙高渗砂岩样品描述
6.4.2裂隙高渗砂岩渗吸中子成像实验及图像分析
6.4.3裂隙砂岩非饱和扩散函数分析
6.4.4结论
6.5本章小结
参考文献
彩图
