裂隙網絡非達西滲流REV及非達西系數張量研究

牛玉龍，王 媛，于 可，馮 迪

（1. 河海大學 巖土力學與堤壩工程教育部重點實驗室，江蘇 南京 210098；2. 中國長江三峽集團公司，北京 100038；3. 河海大學 隧道與城市軌道工程研究所，江蘇 南京 210098）

1 研究背景

在采用有限元軟件進行工程區滲流模擬時，往往需要確定裂隙巖體的等效滲透系數張量，同時，等效滲透系數張量也是表征裂隙巖體滲流各向異性的重要參數。對于裂隙巖體等效滲透系數張量的確定，就涉及到確定滲流所需的表征單元體積（Representative Elementary Volume，REV）問題。因此，確定裂隙巖體滲流的REV對于研究裂隙巖體的滲流各向異性特性具有重要的意義。

離散裂隙網絡模型被廣泛應用于裂隙巖體滲流REV及等效滲透系數張量的研究。Long等［1］首先研究了離散裂隙網絡進行滲流分析時，多大的尺寸才可被認為是連續介質體。Oda［2-3］通過研究裂隙巖體的滲透張量及其各向異性來對裂隙巖體的REV進行了探討。Min等［4］根據現場勘察裂隙幾何參數服從的分布規律，利用Monte Carlo方法生成了離散裂隙網絡，并提出了使用CV值和預測誤差作為確定REV的標準。Baghbanan等［5］和Klimczak等［6］研究了裂隙開度與裂隙長度是否存在相關關系情況下的REV，發現考慮相關性確定的裂隙巖體REV和滲透率張量更大。劉日成等［7］分析了不同的開口度分布形式對巖體裂隙網絡等效滲透系數方向性以及REV的影響。上述研究都是基于裂隙滲流服從立方定律的裂隙網絡達西滲流模型，然后以等效滲透系數作為判斷滲流REV的參數，并以此確定裂隙網絡的等效滲透系數張量。……