基于离散裂隙等效连续介质耦合模型的哈尔克山裂隙网络模拟

1

作者 漆琳靖 王泽清 +2 位作者 那金 岑畅 马军 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第4期1256-1268,共13页

哈尔克山位于天山北部,复杂的地质结构和强烈的地形切割导致该地区断裂发达,河谷裂隙发育。哈尔克山地区对天山北麓整体水资源及生态环境有重要影响,为了对其进行地下水渗透能力评价研究,探讨该区域基岩裂隙渗透特征,基于离散裂隙网络模... 哈尔克山位于天山北部,复杂的地质结构和强烈的地形切割导致该地区断裂发达,河谷裂隙发育。哈尔克山地区对天山北麓整体水资源及生态环境有重要影响,为了对其进行地下水渗透能力评价研究,探讨该区域基岩裂隙渗透特征,基于离散裂隙网络模型(DFN)与等效连续介质模型(ECM)的理论基础,提出一种离散裂隙等效连续介质耦合模拟方法。首先,基于研究区水文地质背景,结合其天然裂隙网络特征,开展区域裂隙空间特征分析;然后,根据天然裂隙网络特征开展离散裂隙网络模拟,构建符合实际区域地质条件的离散裂隙网络模型;最后,基于等效介质模型理论,耦合裂隙与地质单元体,计算裂隙网络等效渗透率。结果表明:研究区裂隙受哈尔克山断裂构造影响,整体走向呈NWW向和NEE向;区域裂隙隙宽服从对数正态分布,裂隙在空间分布上服从Fisher分布;裂隙等效半径为312.9~780.6 m,隙宽为1.43~25.19 mm,渗透率为2.3~66.7 mD①,裂隙密度为0.10~5.25 m^(-1);等效渗透率xx方向为0.050~1.877 mD,yy方向为0.050~1.947 mD,zz方向为0.100~2.825 mD,整体区域渗透率均小于3 mD;哈尔克山地区基岩裂隙网络渗透率较低,断裂带及河谷裂隙发育带是山区地下水的主要运移通道。将模拟结果同前期开展的水文地质试验结果对比,二者数值较为相近,证明离散裂隙等效连续介质耦合模拟方法的可靠性。 展开更多

关键词 离散裂隙网络模型 等效连续介质模型 哈尔克山 离散裂隙等效连续介质耦合模拟 水文地质

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基于MODFLOW的离散裂隙网络渗流分析

2

作者 王晋丽 陈喜 +2 位作者 张志才 康建荣 胡晋山 《中国岩溶》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页

岩溶基岩裂隙水文研究考虑裂隙非均质和各向异性建模较难。裂隙-连续介质模型(FC)从原理上能够比较真实地刻画实际的渗流形态,是岩溶地区较理想的水文模型。基于裂隙空间形态及分布的统计特性,应用Monte Carlo模拟技术和图论,采用MATLA... 岩溶基岩裂隙水文研究考虑裂隙非均质和各向异性建模较难。裂隙-连续介质模型(FC)从原理上能够比较真实地刻画实际的渗流形态,是岩溶地区较理想的水文模型。基于裂隙空间形态及分布的统计特性,应用Monte Carlo模拟技术和图论,采用MATLAB程序生成二维裂隙网络原图及三级连通图,将第三级连通图映射到有限差分网格,建立离散裂隙网络(DFN)与MODFLOW相结合的FC渗流模型,编制相应的渗流模拟程序。复现交叉裂隙试验工况,及通过2个多裂隙算例分析有限差分网格分辨率以及裂隙死端对稳定渗流模拟精度的影响,以DFN渗流为准则,验证FC模型代码编写的正确性和有效性。结果表明:FC模型模拟的节点水头、总网格流、裂隙长度在粗网格的高估或低估,通过细化网格可大大消除这种影响,裂隙死端对FC模型的MODFLOW网格流模拟具有不可忽略的影响。本研究实现了裂隙渗透性非均质和各向异性在数值计算单元的表达,将促进对基于连通性的裂隙流的MODFLOW模拟理解。 展开更多

关键词 离散裂隙网络 连通性 MODFLOW 渗流 裂隙-连续介质模型

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基于离散裂隙网络模型的裂隙水渗流计算 被引量：10

3

作者 王晋丽 陈喜 +2 位作者 张志才 康建荣 高满 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期363-371,共9页

离散裂隙网络模型(Discrete Fracture Network(DFN))是研究裂隙水渗流最为有效的手段之一。文章根据裂隙几何参数和水力参数的统计分布,利用Monte Carlo随机模拟技术生成二维裂隙网络,基于图论无向图的邻接矩阵判断裂隙网络的连通,利用... 离散裂隙网络模型(Discrete Fracture Network(DFN))是研究裂隙水渗流最为有效的手段之一。文章根据裂隙几何参数和水力参数的统计分布,利用Monte Carlo随机模拟技术生成二维裂隙网络,基于图论无向图的邻接矩阵判断裂隙网络的连通,利用递归算法提取出裂隙网络的主干网或优势流路径。基于立方定律和渗流连续性方程,利用数值解析法建立了二维裂隙网络渗流模型,分析不同边界条件下裂隙网络中的流体流动。结果表明,该方法可以模拟区域宏观水力梯度和边界条件下,裂隙网络水力梯度方向总的流量,以及节点的水位、节点间的流量和流动方向的变化特征,为区域岩溶裂隙水渗流计算提供了一种实用、可行的方法。 展开更多

关键词 裂隙介质 离散裂隙网络模型 连通性 裂隙水 渗流

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基于DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模方法 被引量：47

4

作者 郎晓玲 郭召杰 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期964-972,共9页

针对目前裂缝性储层建模方法存在的问题,探讨DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模的思路和方法,提出分大尺度和中小尺度两种裂缝级别建立DFN离散裂缝模型。首先,按照确定性建模方法,以三维地震资料建立大尺度裂缝的空间分布模型。然后... 针对目前裂缝性储层建模方法存在的问题,探讨DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模的思路和方法,提出分大尺度和中小尺度两种裂缝级别建立DFN离散裂缝模型。首先,按照确定性建模方法,以三维地震资料建立大尺度裂缝的空间分布模型。然后,以岩芯观测和成像测井解释的裂缝密度、长度、倾角、方位等统计信息为基础,在地震裂缝预测的属性体约束下,建立全区裂缝密度分布模型,并以该数据体为约束,利用随机建模方法,建立中小尺度的裂缝网络模型,实现井间裂缝密度的约束。最后,通过整合大尺度和中小尺度的DFN模型,建立Z地区综合离散裂缝网络模型及其裂缝孔隙度、渗透率等属性模型。该模型反映了储层裂缝的三维空间分布特征,为该区油藏数值模拟提供了地质基础。 展开更多

关键词 裂缝性储层建模 dfn离散裂缝网络模型 裂缝密度 地震属性 裂缝尺度

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裂隙介质氡迁移的分形离散裂隙网络模型 被引量：1

5

作者 冯胜洋 李策 +1 位作者 刘永 康虔 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期97-104,共8页

为更有效地开展氡污染防治、氡示踪研究,根据分形理论与离散裂隙网络(DFN)建立裂隙介质氡迁移模型;采用双幂律模型描述裂隙位置与长度,多级联乘方法获得裂隙中心点位置,von Mises-Fisher分布函数确定裂隙方向,对数正态分布方法确定裂隙... 为更有效地开展氡污染防治、氡示踪研究,根据分形理论与离散裂隙网络(DFN)建立裂隙介质氡迁移模型;采用双幂律模型描述裂隙位置与长度,多级联乘方法获得裂隙中心点位置,von Mises-Fisher分布函数确定裂隙方向,对数正态分布方法确定裂隙开度分布;采用自研试验装置验证理论模型,并使用理论模型分析某天然裂隙岩体氡迁移特征。结果表明:理论模型计算氡活度浓度与试验结果相差最大不超过4%,该裂隙岩体的平均氡析出率为0.00258 Bq/(m^(2)·s),岩体内连通裂隙构成氡迁移的主要通道,裂隙密集处的最大氡通量比裂隙稀疏处的大约3个数量级。裂隙介质平均氡析出率随分形维数的增加而增大,随长度指数的增加而减小,与对流速度呈非线性增加关系。 展开更多

关键词 裂隙介质 氡迁移 离散裂隙网络(dfn) 氡析出率 分形维数

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基于岩体三维裂隙网络模型的随机块体稳定分析 被引量：7

6

作者 李明超 张野 周四宝 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期331-338,共8页

利用蒙特卡洛模拟方法和三维地质建模技术建立多边形离散裂隙网络与工程岩体的耦合模型,并对随机块体进行了识别分析,提出了一种新的随机岩石块体支护分析方法.根据空间坐标和地质属性对耦合模型进行分区,统计各个区域内块体的埋深、体... 利用蒙特卡洛模拟方法和三维地质建模技术建立多边形离散裂隙网络与工程岩体的耦合模型,并对随机块体进行了识别分析,提出了一种新的随机岩石块体支护分析方法.根据空间坐标和地质属性对耦合模型进行分区,统计各个区域内块体的埋深、体积和密集度,研究随机块体的空间分布规律;在自重和地震两种情况下分别计算各区域的块体失稳概率和支护强度.通过以上参数的计算和分析,为锚杆间距、长度和锚杆支护力提供参数化指导,同时也可对支护方案进行检验.最后将该方法应用于某取水隧洞岩体支护分析中. 展开更多

关键词 岩体结构 三维地质模型 多边形离散裂隙网络 随机块体 稳定性分析 块体支护

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裂隙网络渗流与离散元耦合分析充水岩质高边坡的稳定性 被引量：21

7

作者 王洪涛 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2000年第2期30-33,共4页

本文运用裂隙岩体渗流模型与离散元力学模型耦合分析充水岩质高边坡的稳定性。根据裂隙岩体主干裂隙与网络状裂隙的特点，建立了的离散介质与连续介质耦合渗流模型并求其解。讨论了渗流模型与离散元模型耦合在边坡稳定性分析中应用的原... 本文运用裂隙岩体渗流模型与离散元力学模型耦合分析充水岩质高边坡的稳定性。根据裂隙岩体主干裂隙与网络状裂隙的特点，建立了的离散介质与连续介质耦合渗流模型并求其解。讨论了渗流模型与离散元模型耦合在边坡稳定性分析中应用的原理和方法。应用该方法对乌江构皮滩水利枢纽水垫塘两侧充水岩体的边坡稳定性进行了分析。 展开更多

关键词 裂隙网络 离散元模型 高边坡 稳定分析 充水岩质

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基于三维裂隙网络模拟和单孔压水试验的裂隙张开度确定方法 被引量：1

8

作者 程锦波 夏露 于青春 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期262-272,共11页

岩体裂隙的等效水力张开度(水力学等效隙宽)是岩体的关键力学几何参数之一。目前常采用交叉孔试验等大型试验方法获取野外深部岩体裂隙的张开度,但该方法很少在一个工程中多次使用,且难以分析裂隙张开度在空间上的变化。以三峡大坝右岸... 岩体裂隙的等效水力张开度(水力学等效隙宽)是岩体的关键力学几何参数之一。目前常采用交叉孔试验等大型试验方法获取野外深部岩体裂隙的张开度,但该方法很少在一个工程中多次使用,且难以分析裂隙张开度在空间上的变化。以三峡大坝右岸地下电站硐室围岩为例,提出了一种联合利用常规单孔压水试验数据和三维裂隙网络模拟,反演确定裂隙等效水力张开度的新方法。利用实测裂隙编录资料取得的统计数据开展裂隙产状随机模拟,构建与压水试验钻孔连通的三维离散裂隙网络渗流模型,拟合单孔压水稳态流量和压力的关系,反演不同深度岩体的裂隙等效水力张开度。结果表明,研究区岩体裂隙的等效水力张开度一般为0.07~0.30 mm,符合对数正态分布的统计特征,多数钻孔反演的裂隙等效水力张开度随埋深呈指数形式衰减,少数钻孔呈现出裂隙等效水力张开度随机性强、随埋深变化不明显的特征。相较传统方法,本方法反演结果显著不同,有待进一步验证。 展开更多

关键词 裂隙岩体 裂隙张开度 离散裂隙网络模型 数值模拟 压水试验 三峡大坝

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离散裂隙网络对岩石力学性质和声发射特性影响的颗粒流分析 被引量：11

9

作者 胡训健 卞康 +4 位作者 刘建 谢正勇 陈明 李冰洋 岑越 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期542-552,共11页

基于颗粒流软件平台,采用图像处理技术和Monte Carlo法,生成离散裂隙网络。结合等效晶质模型进行花岗岩细观结构的数值建模,从细观角度阐述了离散裂隙网络对岩石强度与变形性质、声发射特性的影响。主要结论如下:(1)裂隙平均长度和密度... 基于颗粒流软件平台,采用图像处理技术和Monte Carlo法,生成离散裂隙网络。结合等效晶质模型进行花岗岩细观结构的数值建模,从细观角度阐述了离散裂隙网络对岩石强度与变形性质、声发射特性的影响。主要结论如下:(1)裂隙平均长度和密度影响着岩石的力学性质,岩石的单轴压缩强度、弹性模量随裂隙密度的增加而减小。(2)单轴压缩下岩石破坏时均是晶间-拉裂纹和晶内-拉裂纹为主。(3)离散裂隙网络与岩石的声发射事件密切相关。随着裂隙密度的增加,声发射b值和分形维数D值均呈下降趋势。当b值和D值急剧下降时,预示着岩石失稳破坏。(4)离散裂隙网络对声发射事件的破裂强度有一定的影响。在离散裂隙网络附近易产生破裂强度大的声发射事件。综上所述,基于离散裂隙网络和等效晶质模型联合建模获得的细观角度上岩石破裂机制和声发射现象等结论,可有效弥补现有室内试验中研究手段的不足,并对野外具有更为复杂的裂隙网络的岩体稳定性评价与工程施工提供有力支撑。 展开更多

关键词 离散裂隙网络 等效晶质模型 声发射 花岗岩 颗粒流模拟

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离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响研究 被引量：2

10

作者 宋晓康 张昌锁 王天琦 《中国矿业》 2021年第12期160-169,共10页

为了解离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响,本文构建了不同结构特征的离散裂隙网络,并建立相应的等效岩体模型,通过单轴压缩数值试验得到等效岩体模型的力学参数,分析离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响。结... 为了解离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响,本文构建了不同结构特征的离散裂隙网络,并建立相应的等效岩体模型,通过单轴压缩数值试验得到等效岩体模型的力学参数,分析离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响。结果表明:随着裂隙密度P_(32)的增加,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变近似线性递减,泊松比近似线性递增;随着裂隙倾角均值的增加,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变先减小后增大,泊松比先增大后减小,裂隙倾角为60°时达到极值;对于裂隙倾角的分布特征,当裂隙倾角均值为60°时,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变随Fisher分布常数的增加而减小,泊松比随Fisher分布常数的增加而增加,而对于其他裂隙倾角均值的情况,Fisher分布常数对裂隙岩体力学参数的影响较小;对于裂隙直径的分布特征,幂律分布指数对裂隙岩体力学参数的影响较小;敏感性分析结果表明,单轴抗压强度对于离散裂隙网络几何参数的敏感性最大,弹性模量的敏感性最小。 展开更多

关键词 离散裂隙网络 裂隙岩体 等效岩体模型 离散元

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基于离散裂隙网络法和水流数值模拟技术的地下水封洞库水封性研究 被引量：14

11

作者 胡成 陈刚 +3 位作者 曹孟雄 唐连松 郑可 王继刚 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期119-126,136,共9页

水封性是保证地下水封洞库安全运营的关键,目前研究地下水封洞库水封性的主要难点在于裂隙岩体含水层强烈的非均质性和各向异性。以某地下水封洞库工程为背景,通过实测裂隙几何参数分析裂隙发育特征,建立了研究区离散裂隙网络模型。之... 水封性是保证地下水封洞库安全运营的关键,目前研究地下水封洞库水封性的主要难点在于裂隙岩体含水层强烈的非均质性和各向异性。以某地下水封洞库工程为背景,通过实测裂隙几何参数分析裂隙发育特征,建立了研究区离散裂隙网络模型。之后对研究区进行网格化划分计算了各单元体渗透系数张量,基于对裂隙渗流基本规律的理解和假设建立了研究区高精度的非均质各向异性渗流模型,并对研究区渗透性特征进行分析。通过建立非均质各向异性渗流模型对水幕系统水封性能进行了探讨并与传统均质各向同性渗流模型进行对比分析,利用该模型可以弥补传统均质各向同性渗流模型的不足,更加准确地评价由于裂隙岩体非均质各向异性造成的储品泄漏风险。 展开更多

关键词 地下水封洞库 离散裂隙网络模型 非均质各向异性 数值模拟

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渤海C油田潜山裂缝型储集层随机离散裂缝网络模型的实现与优选方法 被引量：9

12

作者 王晖 胡光义 《岩性油气藏》 CSCD 2012年第1期74-79,共6页

针对渤海C油田潜山裂缝型储集层的地质特点,综合利用岩心、测井、油藏动态以及露头等资料,分析了潜山裂缝型储集层的成因及发育特点,确定构造应力场和断层的分布为该油田储集层裂缝发育的2个主控因素。将构造应力场与断层分布相结合模... 针对渤海C油田潜山裂缝型储集层的地质特点,综合利用岩心、测井、油藏动态以及露头等资料,分析了潜山裂缝型储集层的成因及发育特点,确定构造应力场和断层的分布为该油田储集层裂缝发育的2个主控因素。将构造应力场与断层分布相结合模拟离散裂缝网络,预测裂缝分布趋势。通过地质特征对比以及动态资料验证,优选出C油田的离散裂缝网络(DFN)。以离散裂缝网络(DFN)为平面约束条件,以井点岩心统计裂缝几何形态为"硬"数据,计算出裂缝孔隙度和渗透率的三维分布,并建立了潜山裂缝型储集层的地质模型,为油田开发方案的制定提供了可靠的地质依据。 展开更多

关键词 裂缝型储集层 离散裂缝网络(dfn) 裂缝孔隙度模型 裂缝渗透率模型

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离散裂隙网络对页岩气井产能影响的数值模拟 被引量：3

13

作者 刘嘉 陈俊 +2 位作者 芮福鑫 宁雪 王建国 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期66-71,共6页

页岩作为典型的非常规储层,基质孔隙小,渗透率极低,水平井多级水力压裂为其商业开发的主要手段。准确模拟页岩气产能,应同时考虑水力裂隙和天然裂隙的渗流。基于离散裂隙模型和等效连续模型建立页岩气渗流数学模型,利用有限元分析方法... 页岩作为典型的非常规储层,基质孔隙小,渗透率极低,水平井多级水力压裂为其商业开发的主要手段。准确模拟页岩气产能,应同时考虑水力裂隙和天然裂隙的渗流。基于离散裂隙模型和等效连续模型建立页岩气渗流数学模型,利用有限元分析方法进行数值求解,研究不同走向裂隙组对页岩气井产能的影响。研究认为,页岩基质为气体的生产提供了主要气源,天然裂隙作为渗流的主要通道,将气体输送到水力裂缝,进而到达井筒。模拟结果表征,离散裂隙的渗流特征对于页岩气井的产能有重要影响。根据页岩储层的天然裂隙走向,可以优化相应的水平井方位。对于二维离散裂隙网络模型,水平井沿着2个裂隙组夹角的平分线更有利于生产。 展开更多

关键词 页岩气 离散裂隙网络 等效连续模型 裂隙走向

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基于分形几何理论的DFN模型构建方法研究 被引量：10

14

作者 刘波 金爱兵 +1 位作者 高永涛 肖术 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期625-630 638,638,共7页

以重庆梁-忠(梁平县-忠县)高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形... 以重庆梁-忠(梁平县-忠县)高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形分布概率密度函数。在该基础上采用Matlab软件以及Monte-Carlo随机分析方法,产生节理参数随机数,结合3DEC中最新模块离散裂隙网络(DFN)技术,建立了能反映节理裂隙分布特征的离散裂隙网络模型并验证了模型的有效性,结果表明,分形分布比负指数分布包含更多的间距、迹长分布信息,更接近于实际分布;分形维数D反映了节理间距、迹长在其变化范围内的分布特征,分形维数的大小取决于小间距、小迹长部分数量在总节理数量中的比例,为节理裂隙岩体网络模型构建提供了一种新方法。 展开更多

关键词 节理裂隙岩体 节理间距 节理迹长 分形分布概率模型 离散裂隙网络(dfn)模型

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DFN模型裂缝建模新技术 被引量：55

15

作者 王建华 《断块油气田》 CAS 2008年第6期55-58,共4页

DFN模型是目前世界上描述裂缝的一项先进技术,它通过展布于三维空间中的各类裂缝片组成的裂缝网络集团来构建整体的裂缝模型,实现了对裂缝系统从几何形态到其渗流行为的逼真细致的有效描述,吉林油田晴子井油田采用这一技术很好地解决了... DFN模型是目前世界上描述裂缝的一项先进技术,它通过展布于三维空间中的各类裂缝片组成的裂缝网络集团来构建整体的裂缝模型,实现了对裂缝系统从几何形态到其渗流行为的逼真细致的有效描述,吉林油田晴子井油田采用这一技术很好地解决了油田开发的诸多问题。 展开更多

关键词 裂缝建模 离散型裂缝网络 dfn模型 晴子井油田

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裂隙网络渗流理论的软硬互层状岩体渗流分析 被引量：5

16

作者 卢刚 周志芳 《水电能源科学》 2006年第4期41-44,共4页

为研究软硬互层状岩体的渗透规律,根据层状岩体中的裂隙发育规律,把互层状岩体简化为由层面裂隙和构造裂隙组成的离散裂隙介质,建立了互层状岩体渗流离散裂隙网络模型,并根据裂隙交叉处的流量守恒原理求解其渗流场。通过一个算例验证了... 为研究软硬互层状岩体的渗透规律,根据层状岩体中的裂隙发育规律,把互层状岩体简化为由层面裂隙和构造裂隙组成的离散裂隙介质,建立了互层状岩体渗流离散裂隙网络模型,并根据裂隙交叉处的流量守恒原理求解其渗流场。通过一个算例验证了模型的合理性,并讨论了切层裂隙开度对垂直方向渗流的影响,得到了互层状岩体渗透场的分布特点。 展开更多

关键词 层状岩体 层间裂隙 切层裂隙 离散裂隙网络模型

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裂隙网络对岩体试件单轴压缩力学特性影响研究 被引量：2

17

作者 许永祥 何振江 +1 位作者 郑兴博 周昌台 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期31-37,共7页

针对裂隙分布对岩柱或煤柱强度和稳定性影响问题,采用合成岩体模型技术(SRM)重构岩柱模型,研究裂隙密度和裂隙倾角对岩柱稳定性影响。合成岩体模型中分别采用平直节理黏结模型(FJBM)、光滑节理模型(SJM)和裂隙网络模型(DFN)模拟岩块、... 针对裂隙分布对岩柱或煤柱强度和稳定性影响问题,采用合成岩体模型技术(SRM)重构岩柱模型,研究裂隙密度和裂隙倾角对岩柱稳定性影响。合成岩体模型中分别采用平直节理黏结模型(FJBM)、光滑节理模型(SJM)和裂隙网络模型(DFN)模拟岩块、裂隙和裂隙网络。通过单轴抗压试验和单轴抗拉试验标定岩块宏观力学参数(单轴抗压强度、抗拉强度、杨氏模量和泊松比),数值模拟标定结果与试验结果对比表明数值模拟模型细观力学参数能够很好地匹配实验室岩样宏观力学参数。研究结果表明:岩体内裂隙将显著降低岩体抗压强度,岩柱强度随裂隙密度P21增加而降低;裂隙密度P21由1 m/m^(2)增加至5 m/m^(2),岩柱平均强度由103.5 MPa降低至69.5 MPa,岩体抗压强度与裂隙密度负相关;裂隙倾角由0°增加至90°,岩柱抗压强度呈“U”形变化;裂隙密度较小时,岩柱易形成“X”形压剪破坏,裂隙密度较大时,岩柱“X”形压剪破坏逐渐消失;岩柱产生的微裂隙与岩体裂隙密度负相关;裂隙倾角小于临界角φ或大于45°+φ/2时,岩柱易形成“X”形压剪破坏,而当裂隙倾角介于φ与45°+φ/2时,岩柱易形成剪切滑移破坏。岩体合成技术可为确定岩柱强度确定提供一种思路。 展开更多

关键词 节理岩体 离散元 裂隙网络 合成岩体模型 岩柱稳定性

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基于裂隙网络渗流差异的消落带岩体劣化空间预测方法

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作者 白林丰 黄波林 +2 位作者 秦臻 秦盼盼 许凯凯 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期449-459,共11页

三峡水库175 m蓄水以来,水位周期性涨落,使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化,易导致岩质岸坡失稳破坏,因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关,其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流... 三峡水库175 m蓄水以来,水位周期性涨落,使得岸坡岩体强度下降而逐渐劣化,易导致岩质岸坡失稳破坏,因此引起了广泛的关注。岩体劣化与库水位的波动有关,其损伤劣化区域必然与水力调整范围有一定的关系。本文提出了基于裂隙网络模型渗流差异的岩体劣化空间分析方法。利用Beacher模型结合裂隙几何参数分布概型模拟岩体裂隙的空间分布,并基于裂隙截面面积相等,在裂隙网络中简化面状渗流为管道流,构建出裂隙网络渗流空间图。同时利用拓扑关系求解实际工况中岩体裂隙网络渗流空间的水头分布区域,通过不同水位下的渗流差异区域来推测发生岩体劣化的空间,基于理论分析和数值模拟得出存在水力差异的区域和新增的渗流区域两种情况合集即为岩体劣化区域。这一预测方法将对量化三峡库区岩体劣化空间强度及岸坡稳定性有重要的指导意义。 展开更多

关键词 三峡库区 岩体劣化 离散裂隙网络模型 裂隙渗流差异 劣化空间

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裂隙岩体渗透系数确定方法研究 被引量：19

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作者 纪成亮 李晓昭 +4 位作者 王驹 赵晓豹 汪志涛 邵冠慧 王益壮 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期235-240,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 裂隙岩体 渗透系数 离散裂隙网络模型 裂隙导水系数标定 甘肃北山

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基于点云数据的高陡岩质边坡结构面识别与稳定性分析

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作者 奚望 陈宜伟 +4 位作者 张文广 边林松 门林 梁鹏飞 周博 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期330-339,共10页

结构面分布对岩体的工程与力学性质具有重要影响,准确获取结构面信息对于分析岩体特性及其稳定性具有重要意义。通过三维激光扫描技术获取某高陡岩质边坡三维点云数据,通过对点云数据进行滤波前处理,采用开源程序Discontinuity Set Extr... 结构面分布对岩体的工程与力学性质具有重要影响,准确获取结构面信息对于分析岩体特性及其稳定性具有重要意义。通过三维激光扫描技术获取某高陡岩质边坡三维点云数据,通过对点云数据进行滤波前处理,采用开源程序Discontinuity Set Extractor(DSE)对点云数据进行半自动化识别与分类,获取边坡岩体结构面的产状、迹长、间距等关键参数信息及点云聚类信息。通过对点云聚类信息进行拟合分析得到其概率分布模型并建立岩体的离散裂隙网络(DFN)模型,进一步基于点云数据采用“Rhino-Griddle-3DEC”联合建模方法建立了高陡岩质边坡的三维块体离散元模型,通过离散元模拟分析了该边坡的稳定性与潜在失稳区域。结果表明:在重力作用下,边坡整体安全系数约为1.5,坡顶突出危岩体竖向位移较大且安全系数较小,为潜在失稳区域。因此,采用该方法识别获取的结构面参数信息能够较好地反映岩体工程力学性质,对高陡岩质边坡稳定性分析与评价具有重要指导意义。 展开更多

关键词 高陡岩质边坡 点云数据 结构面识别 离散裂隙网络模型 稳定性分析

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