| 考虑基质渗透性的岩体单裂隙渗流及影响因素的室内和数值试验研究 |
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| 引用本文： | 钟振,孟醒,胡云进,张丰收,李小双,周宇.考虑基质渗透性的岩体单裂隙渗流及影响因素的室内和数值试验研究[J].岩石力学与工程学报,2023(9):2148-2163. |
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| 作者姓名： | 钟振 孟醒 胡云进 张丰收 李小双 周宇 |
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| 作者单位： | 1. 绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室;2. 绍兴文理学院土木工程学院;3. 绍兴文理学院浙江省山体地质灾害防治协同创新中心;4. 同济大学土木工程学院;5. 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51509154,41977256)；;浙江省自然科学基金资助项目(LGJ20E090001)~~； |
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| 摘 要： | 为客观评价基质渗透性，并探明其在裂隙岩体渗流中的作用和比重，采用自主研制的应力–渗流耦合试验装置，开展水力耦合条件下完整岩芯和含贯穿单裂隙岩芯(泥岩、砂岩、石灰岩)的渗透试验研究，探究变围压(10～18 MPa)和变裂隙粗糙度系数(1.64～15.52)条件下裂隙、基质的渗流过程及规律。试验结果表明：基质和裂隙的渗透率均随围压的增加而降低，且裂隙渗透率的下降速率快于基质的下降速率，造成裂隙与基质的渗透率比值(Kf/Km)也逐渐下降；当围压增加至18 MPa时，泥岩的Kf/Km已介于7～8(与裂隙粗糙度有关)，小于一个数量级，基质渗透率已不容忽视。为进一步探索不可忽略基质渗透率的围压阈值，采用COMSOL构建含贯穿单裂隙岩芯的数值模型，模型中假定基质和裂隙内的渗流分别服从Darcy定律和Forchheimer定律，进而开展更大围压(3～53MPa)范围和粗糙度系数(2.58～17.4)下的渗流数值模拟。数值模拟结果与试验结果较为一致，精准复现了裂隙及基质渗透率随围压和粗糙度系数的演化规律。若以Kf/Km=10作为界定不可忽略基质渗透性的界限值，对应泥岩、砂岩、石灰岩的围压阈值分别为18,...
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| 关 键 词： | 岩石力学 裂隙岩体 裂隙粗糙度 基质渗透性 围压阈值 涡流 |
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