典型流動(dòng)形態(tài)條件下裂隙巖體滲透特征尺度及其工程應(yīng)用.pdf

1、裂隙巖體中存在大量的節(jié)理裂隙，使得裂隙巖體表現(xiàn)出不連續(xù)、非均勻以及各向異性。隨著裂隙尺寸的變化，裂隙巖體的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，即裂隙巖體中存在不同的尺度，它們是裂隙巖體性質(zhì)發(fā)生變化的臨界尺度，如連通性閥值、表征單元體(REV)等，它們是裂隙巖體從連通到不連通、性質(zhì)從離散性到等效連續(xù)性的臨界尺度。本研究將依托黃島地下水封石油洞庫(kù)項(xiàng)目，開(kāi)展平行流和輻射流兩種地下水流動(dòng)形態(tài)下裂隙巖體滲透特征尺度研究，包括裂隙巖體滲透性表征單元體和連通性閥值。具體

2、成果如下:
　　(1)基于平行流和輻射流REV的確定方法，開(kāi)展了黃島油庫(kù)庫(kù)區(qū)巖體的滲透性REV值及等效滲透系數(shù)的研究，得到了輻射流情況REV值為37.5m，為跡長(zhǎng)的1.3倍，等效滲透系數(shù)為2.70×10-5m/d，根據(jù)此等效滲透系數(shù)預(yù)測(cè)得到的滲水量與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的滲水量十分接近;平行流情況下的REV值為115m，為跡長(zhǎng)的4.1倍，等效滲透系數(shù)為4.24×10-5m/d。
　　(2)開(kāi)展了不同裂隙幾何參數(shù)（包括跡長(zhǎng)、間距、斷距）的

3、數(shù)值模擬，得到了幾何參數(shù)對(duì)裂隙巖體REV值和等效滲透系數(shù)的影響規(guī)律，REV值隨跡長(zhǎng)（或間距）的增大而增大，隨斷距的變化不明顯;等效滲透系數(shù)隨跡長(zhǎng)的增大而增大，隨間距（或斷距）的增大而減小。
　　(3)開(kāi)展了不同側(cè)壓力系數(shù)情況下裂隙巖體滲流的數(shù)值模擬，得到了應(yīng)力水平對(duì)裂隙巖體REV值和等效滲透系數(shù)的影響規(guī)律。隨側(cè)壓力系數(shù)的增大，REV值先減小后增大，滲透系數(shù)先增大后減小。
　　(4)開(kāi)展了跡長(zhǎng)與隙寬相關(guān)聯(lián)情況下的數(shù)值模擬，得到

4、了跡長(zhǎng)與隙寬相關(guān)聯(lián)情況比不相關(guān)聯(lián)情況REV值要大，不同方向的等效滲透系數(shù)的范圍更廣。對(duì)隙寬分布的標(biāo)準(zhǔn)差b進(jìn)行了分情況討論，發(fā)現(xiàn)隨著b的增大，REV值逐漸增大，不同方向的等效滲透系數(shù)范圍越大。
　　(5)基于逾滲理論的分析方法，對(duì)裂隙巖體的連通性進(jìn)行了分析，通過(guò)不同裂隙密度模型的連通性分析，得到了平行流和輻射流兩種情況下的連通性閥值（即逾滲閥值），并分析了裂隙幾何參數(shù)（包括跡長(zhǎng)、傾角等）對(duì)連通性閥值的影響。最后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)對(duì)黃島油