岩石细观统计渗流模型研究(Ⅱ)：实例分析

进一步分析了第Ⅰ部分中提出的岩石细观统计渗流模型[1]。讨论了由细观统计渗流模型得到岩石宏观渗透系数的方法。为了利用细观统计渗流模型对岩石损伤破坏过程中的渗透性演化进行分析,引入了各向异性损伤模型,用以对岩石的细观损伤和裂纹的扩展过程进行力学分析,并讨论了细观统计渗流模型与各向异性损伤模型的联合分析方法。对Lac du Bonnet花岗岩损伤过程中的渗透性演化进行了计算分析和验证。结果表明,细观统计渗流模型可以较精确地描述裂纹充分贯通前岩石渗透性的演化。     

岩石细观统计渗流模型研究(II):实例分析

进一步分析了第I部分中提出的岩石细观统计渗流模型[1]。讨论了由细观统计渗流模型得到岩石宏观渗透系数的方法。为了利用细观统计渗流模型对岩石损伤破坏过程中的渗透性演化进行分析,引入了各向异性损伤模型,用以对岩石的细观损伤和裂纹的扩展过程进行力学分析,并讨论了细观统计渗流模型与各向异性损伤模型的联合分析方法。对Lac du Bonnet花岗岩损伤过程中的渗透性演化进行了计算分析和验证。结果表明,细观统计渗流模型可以较精确地描述裂纹充分贯通前岩石渗透性的演化。     

毛细管渗流模型在黄土渗透性中的应用探讨

黄土作为一种典型的多孔介质,多孔性是其重要特性之一。多孔性不仅影响着黄土的物理力学及化学特征,也严重影响着黄土的水理性质,特别是黄土的渗透特性。然而,作为多孔介质渗流理论的经典模型——毛细管模型,已经广泛应用于油气田开采、煤成气开采以及岩土工程等领域,但将多孔介质渗流理论模型引入表征黄土的多孔构造,这方面的资料尚欠缺。因此,本文以黄土的渗透性作为研究示例,在总结分析目前相对较为成功的多孔介质毛细管渗流模型的基础上,选取适于定量表征黄土渗透性的渗流模型,结合计算结果和渗透试验结果的对比,探讨将多孔介质毛细管渗流模型引入描述黄土渗透性这一方法的适用性。并提出孔隙的“香肠”构造（或称为“莲藕”构造）,为黄土的渗透性研究提供可借鉴的理论依据。     

岩石细观统计渗流模型研究(Ⅰ): 理论模型

渗流模型是岩石流固耦合研究的一个关键问题。岩石在裂纹开始产生至裂纹充分贯通前，其渗透性质受内部孔隙和不断演化的微裂纹的共同控制。目前，岩石的渗流模型一般只是针对单纯的裂隙（或裂隙网络）或孔隙建立的，因此，不能很好地描述岩石裂纹扩展演化过程中的渗透性质和现象。针对这一问题，提出了岩石细观统计渗流模型，该模型将岩石裂纹演化过程中的渗透性视为一个非线性动态过程，同时，考虑了裂纹扩展演化和孔隙渗流的共同作用。因此，该模型可用于分析岩石裂纹扩展过程中的渗透性演化。     

润扬桥基三维裂隙网络渗流数值模拟

润扬长江大桥北锚碇是大桥关键工程，承担大桥悬索较大拉力。北锚碇的基础为花岗岩裂隙岩体，分布断裂和多组裂隙，星岩表部风化，上覆约45m厚的第四系松散沉积层，基坑开挖深度达48m，基坑内外水头差达47m。如何做好防渗和排水，对施工期的安全和施工质量至关重要。为此，采用离散裂隙网络渗流的三结构模型与连续介质渗流模型相结合，对北锚碇场区的地下水渗流进行了多种工况的数值模拟，为基坑防渗和排水设计提供了主要参考依据，其数值模拟结果已得到后来施工期实际资料的验证。     

压实粘土里衬的渗透性

本文综述了近年来压实粘土里衬的渗透试验资料，分析了室内与野外压实土渗透系数不协调的原因，认为水力缺陷是影响野处粘土野衬渗透性的主要因素，指出了固体废物处理场压实粘土里衬获得低渗透性的主要施工对策。     

阿尔金及其周边断裂网络系统三维动力学模型

阿尔金及其周边断裂网络系统三维动力学模型邓晋福，赖绍聪，杨建军野外地质调查表明，阿尔金山本身在阿尔金断裂带形成之前并不是一个独立的构造单元。经过资料的归纳对比，我们认为：阿尔金山可能是喜马拉雅造山时期，在青藏高原北缘形成的一个新的构造单元，是由来自邻...     

沉积盆地中的流体流：——垂向裂隙中孔隙水的流动模式

开放裂隙为沉积盆地中的流体运动提供了高渗透性路径。流体沿渗透性或开放性虺隙和断裂流动的势能取决于流动的连续性（对流除外）。由于石英具渐溶性，向上流动的流体冷却可能产生胶结，而碳酸盐则产生溶解。其过程的速率和持续性取决于虺隙的供流机制、裂隙几何形态、切割沉积层的渗透性、压力及温度梯度。热耗散传递给围岩引起非均衡热分布可引起瑞雷对流。为了分析这些问题，引入一简单模型，设单一裂隙人微言轻流全重直运移的通     

脆性岩石全应力-应变过程渗流特性试验研究

为了探讨岩石在整个变形过程中渗透性变化特点,取三峡永久船闸高边坡花岗岩与山西万家寨水电站高边坡灰岩试样分别进行不同围压条件下全应力-应变过程渗流试验。试验结果表明：岩石在破坏前后不同变形阶段渗流特性具有明显不同;岩石变形过程渗透性与变形破坏形式密切相关。在试验基础上进一步探讨了岩石全应力-应变过程渗流特点之机理,为研究水电工程节理裂隙岩体应力场与渗流场耦合问题提供有价值的支持。     

紫坪铺坝区砂岩渗透性空间变化规律

在大量单孔压水试验和野外裂隙测量资料的基础上，运用统计分析、张量分析及线性回归等数学方法，从深度、岩性及构造部位三方面，探讨了坝区砂岩渗透性的空间变化规律，发现渗透性与深度之间存在明显的负指数规律性，与岩性及构造部位之间无明显的一致性关系。     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井一震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度一位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。     

甘肃某矿区新构造运动及其对矿山建设的影响

我们在该矿区进行水文地质工程地质工作调查时发现,第三纪以后的新构造运动很活跃。这里不仅有第三纪末期以来所发生的新断裂,而且有剧烈的升降运动和伴随断裂所引起的地层的变形以及特殊的现代地质地貌现象。由于这些新的断裂活动极大地改变了当地的水文地质工程地质条件。为了提供生产建设部门参考利用,现将野外观察资料加以整理。由于对新构造运动的研究缺乏经验,难免有许多错误,请批评指正。     

漠阳江三角洲活动断裂与地质灾害初步研究

根据野外调查资料，本文简要分析了漠阳三角洲活动断裂的基本特征和分布规律，同时还对该区地质灾害进行初步探讨。     

黄山—米山断裂活动性及其对米山水库稳定性影响的评价

由野外观察资料证实，黄山－米山断裂是挤压逆冲为主兼左旋走滑断裂。该断裂中更新世晚期以来没有活动，内部物质固结较好，且断裂不从坝区通过，对米山水库的稳定性不会造成大的影响。     

上海浦东表层粘性土对城市垃圾污染质的阻隔能力

室内实验和野外观测研究结果表明，浦东表层粘性土对总铁，Cl^-,NH4^ ,COD等都具有较强的净化能力；土中水的起始或临界水力梯度均大于实际的水力梯度，但“隐渗流”对环境的影响不容忽视，包气带土中不存在临界迁移深度，岩不采取措施，填埋场会污染地下水，土的渗透性和压缩性在压实作用下，可得到明显改善，满足填埋场对粘性土垫层的基本要求。     

压剪作用下裂隙扩展过程渗流与应力耦合模型研究

裂隙的剪胀特性及扩展演化规律对岩体的渗流特性具有重要影响。为揭示裂隙剪胀及扩展演化对岩体渗流的影响,基于残余强度提出了一种能较好描述岩石硬化-软化特性的全剪切本构关系;结合剪切变形与裂隙开度的关系,利用最小势能原理和立方定律,建立了压剪作用下考虑裂隙剪胀特性的渗流应力耦合模型;假定压剪作用下裂隙发生Ⅰ型扩展,提出了伴有翼型裂纹的渗流模型,该模型不仅考虑了岩石的剪胀特性,更反映了裂隙扩展过程渗流的演化规律。对不同裂隙粗糙度的剪切应力-位移曲线进行分析,全剪切本构模型表现出较高的拟合精度。在剪切应力-位移关系基础上,通过剪切渗流试验数据对压剪作用下渗流模型进行验证,结果表明,该模型能较好地描述岩体剪胀阶段渗透性演化规律。利用等效裂隙简化裂隙网络,并通过试验数据进行验证,证实了裂隙扩展过程渗流-应力耦合模型的准确性与适用性。     

岩体水力学基础（四）：岩体渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型

本文把裂隙岩体看作等效连续介质，用渗透系数张量描述岩体的渗透性能；用应力张量描述岩体的力学性能。介绍岩体渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。     

基坑防渗体局部失效渗流场变化特征

采用三维有限元方法分析了基坑开挖工程在防渗体出现局部失效情况下，引起渗流在失效部位的集中及渗流场空间状况。提出了以一维通道嵌入三维块体的方法模拟管涌发展过程及渗流场变化特征。讨论了管涌通道渗透性对基坑管涌发展规律的影响。     

裂隙岩体渗透系数确定方法研究

裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔171.5~178.0m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井—震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度—位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。