使用自动化方法和多方法验证的3DX射线断层扫描来确定岩石不连续性断裂孔径和充填特征
Elisa Mammoliti1, Alessia Caputo2, Maria Teresa Calcagni2
1Department of Science and Engineering of Matter, Environment and Urban Planning, Polytechnic University of Marche, Ancona, 60131, Italy. e.mammoliti@staff.univpm.it.
Scientific reports
|October 23, 2025
概括
这项研究引入了一种使用X射线计算机断层扫描的自动化方法,用于计算岩石断裂孔径和灌装厚度. 该技术准确地量化了地质样本内不连续性的变化.
科学领域:
- 地质地质地质地质地质地
- 地质物理学 地质物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 岩石不连续性显著影响地下流体流动和机械行为.
- 精确的断裂孔口和充填的特征对于地质建模至关重要.
- 现有的光圈测量方法可能耗时且缺乏自动化.
研究的目的:
- 开发和验证一种自动化方法来计算岩石断层的孔径.
- 用先进的成像技术评估骨折内部填充材料的厚度.
- 分析地质样本中不同尺度上的孔径和填充厚度的变化.
主要方法:
- 应用X射线计算机断层扫描 (CT) 用于使用U-Net神经网络进行3D骨折网络提取.
- 开发了一种自动化的Matlab算法,结合2D图像分析和曲线拟合来计算光圈/厚度.
- 填充材料的表征通过X射线衍光测量,能量分散光谱学和岩石分析.
- 用数字显微镜和手动校准仪验证断层扫描结果.
主要成果:
- 成功地自动计算了开放骨折的孔径和粘土填充骨折的填充厚度.
- 量化不同样本部分 (顶部,中心,底部) 和整个体积的孔径/厚度变化.
- 填充材料成分和性能的详细描述.
- 自动CT衍生测量与传统验证技术之间的高度相关性.
结论:
- 基于CT的自动化方法提供了精确可靠的测量岩石不连续性孔径和灌装厚度.
- 该方法有效地捕捉了样本尺度上的不连续性属性的空间变化.
- 将X射线CT与其他分析技术相结合,可以更好地了解骨折特征和填充材料.
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