基于多尺度三维空间裂隙分布的粗糙岩体裂隙渗透性研究

目录1绪论11．1概述11．2研究现状21．2．1单裂隙水力学特征21．2．2裂隙网络三维空间分布模拟41．2．3裂隙岩体渗透特性61．2．4地下水流动数值模拟111．3主要研究内容及技术路线132研究区概况152．1研究区范围及概况152．2区域水文地质背景182．2．1乍甸水文地质单元(Ⅰ)182．2．2麒麟山—绿水河水文地质单元(Ⅱ)202．2．3大箐—老厂水文地质单元(Ⅲ)203岩体裂隙的多尺度性及渗透性分析213．1岩体裂隙的尺度不变性213．1．1尺度的概念213．1．2定义及分类223．1．3岩体裂隙数据获取263．2裂隙多尺度性对渗透性的影响333．3中尺度裂隙发育规律343．3．1水平发育规律分析353．3．2垂向发育规律分析433．4本章小结484小尺度单裂隙渗透性494．1单裂隙渗透性研究494．1．1立方定律494．1．2单裂隙渗流能力的影响因素504．2岩石裂隙形态识别及提取514．2．1岩石CT图像处理及裂隙识别514．2．2激光扫描裂隙面提取534．2．3裂隙面提取及网格化处理554．3岩石渗透性测试及分析584．3．1氦孔隙度测试说明584．3．2岩石渗透率测试说明594．4粗糙单裂隙渗透性及等效水力宽度计算614．4．1三维双壁粗糙裂隙模型624．4．2三维裂隙隙宽函数法654．4．3研究区岩石样品裂隙渗流计算结果794．4．4计算方法合理性分析824．5本章小结835中尺度裂隙网络模拟及渗透性计算855．1裂隙岩体的等效连续介质模型855．1．1等效连续介质模型分析的必要条件865．1．2裂隙岩体等效渗透系数张量计算方法875．2基于DFM模型的三维渗透张量计算925．2．1二维等效渗透张量935．2．2三维等效渗透张量945．2．3裂隙流与达西流耦合控制方程965．2．4渗透椭球体的可视化985．2．5计算方法合理性验证985．3中尺度岩体裂隙网络模拟1055．3．1三维裂隙网络分布模拟1055．3．2研究区三维裂隙分布模拟1135．4各分区裂隙模拟及分析1175．5研究区渗透张量计算1235．5．1代表性分区渗透张量计算1245．5．2分区渗透张量计算1295．5．3计算结果与实测结果对比分析1315．6本章小结1336大尺度裂隙及其渗透性分析1366．1区域大尺度裂隙网络1366．2研究区域内大尺度裂隙特征及渗透性分析137