何亚辉

摘要：渗流对裂隙岩体的影响很大，建立裂隙岩体渗流模型对裂隙岩体的渗流机理进行研究至关重要，且双重介质模型工程适用性较好，因此本文着重探讨裂隙岩体非双重介质渗流模型。现阶段，裂隙岩体非双重介质渗流模型分为离散裂隙网络模型、等效连续体模型和混合模型，在实际工程中，应根据实际需要，选择合适的裂隙岩体渗流模模型。此外，提出了现阶段研究的不足及展望。

关键词：裂隙岩体；渗流；模型；非双重介质

1引言

在岩体工程中，渗流问题尤为突出，诸如矿井涌水、山体滑坡、地面凹陷等。天然岩体经各种复杂而不均匀的外力作用，结构面发生剪切破坏，结构面分布的随机性使得裂隙岩体具有明显的非均匀、不连续和各向异性等特征，因此进行裂隙岩体渗流模型研究对研究裂隙渗流机理具有重要意义。由于非双重介质模型相对于双重介质模型工程适用性更高，本文着重研究费双重介质模型。在前辈研究的基础上，对裂隙岩体非双重介质渗流模型研究现状进行了探讨，并对将来该领域的发展趋势进行了展望。

2裂隙岩体非双重介质模型分类

模型的建立依据为不同的假设和适用条件，在实际应用中，应当根据不同的情况选择不同的概念模型。一般来说，因等效连续体模型有较多的试验和理论基础作为支撑，是目前研究和使用最多的模型。

2.1等效连续体模型

等效连续体模型可分为三种类型：多孔介质模型、双重介质模型、随机连续体模型。他们的原理不尽相同。

2.1.1多孔介质模型

多孔介质模型主要思想：忽略单个裂隙的结构，假设裂隙由大量相互联通的多孔介质组成，使在平均意义上和统计的角度研究和描述其每个点的性质更加方便。实质上就是将孔隙和裂隙简化为数量很多的多孔介质，这样，孔隙度、渗透性等参数的估计难度就相对降低了。

2.1.2双重介质模型

双重介质模型主要思想：裂隙是流体的最主要的传输通道，多孔基质是流体的主要储存空间，裂隙的渗透性和多孔基质的孔隙度比多孔基质的渗透性和孔隙度大得多。两个渗流的研究系统之间相互独立，但是又存在联系，在进行渗流分析时，既需要孔隙的参数又需要裂隙的参数。

2.1.3随机连续体模型

随机连续体模型主要思想：把裂隙岩体以一个以非参数指标地质统计学为理论基础的单体随机模型替代，经现场水文地质实验得到模型的参数的统计性质。该模型的实用性很高，使用此模型的时候，关键要点在于测量试验的尺度。

2.2离散裂隙网络模型

虽然过去的研究广泛使用连续体渗流模型，但对有些表征体积单元不存在或存在很大表征体积单元的研究领域。为了克服这个缺陷，有人提出了离散裂隙网络模型来模拟裂隙岩体。离散裂隙网络模型的主要思想为：所有的流体在所设定的网络中流动，根据现场数据生成裂隙网络，输入边界条件，求解所生成的網络中的渗流，进而得到计算结果。由于无法对网络进行完整的模拟，所以网络的设定采用统计学的方法，离散裂隙网络模型具有仿真性高、精度好等优点。

2.3混合模型

混合模型模型的设计出发点是为了扬长而避短，结合等效连续体模型和离散裂隙网络模型的长处，克服离散模型在孔隙多时工作量大的特点。该模型的主要思想：对于裂隙密度较大的区域使用等效连续体模型，裂隙密度较小的区域使用离散裂隙网络模型。

3存在的问题及展望

现阶段分析裂隙岩体渗流模型时连续介质模型经验较为丰富，大多使用等效连续介质模型，但等效连续介质模型的选用是一个有争议的问题，其有效性不能得到保证。在裂隙岩体渗流的研究中，还应考虑温度场、应变特性和应力对渗流的影响作用，建立裂隙岩体相应的应力一渗流耦合模型以及温度一渗流耦合模型，这应当是今后裂隙岩体渗流研究的一个热门方向。