Gassmann 理论在纳米孔隙介质中的应用

非常规碳氢化合物资源开采的最新进展激发了人们对纳米孔隙介质研究的兴趣。由于纳米尺度固体和流体的许多热力学和力学性质不同于类似的大块材料，纳米孔隙介质中的波传播是否能用与大孔隙介质相同的框架来描述并不显然。在此，我们使用两套已发表的超声测量数据，测试了 Gassmann 方程的有效性，这些数据针对的是由两种不同流体（氩气和正己烷）饱和的模型纳米孔隙介质 Vycor 玻璃。Gassmann 理论的预测依赖于干样品的体积模量和剪切模量（已知自超声测量）以及固体和流体组分的体积模量。固体体积模量可通过吸附诱导形变或弹性有效介质理论来估算。流体模量可根据孔内溶剂化压力下的 Tait-Murnaghan 方程计算。将这些参数代入 Gassmann 方程后，所得预测与测量数据一致。我们的发现为利用超声弹性波传播研究流体饱和纳米孔隙介质建立了一个理论框架。