基于离散裂隙网络模型的节理岩体渗透张量及特性分析

节理岩体几何结构非常复杂,研究其渗流特性对于指导含水岩层稳定性分析具有重要价值。应用离散裂隙网络模型DFN方法,基于VC++6.0软件平台,建立了平面渗流分析方法,分析了节理岩体不同几何分布情况下的渗透率张量特征,通过定义渗流定向性系数对岩体渗流的定向性特征进行了定量分析。结果表明:单组节理岩体渗流具有明显的各向异性特征,渗流定向性随着节理角度变化显著;节理随着节理贯通性增加,节理渗透率呈现对数增加趋势;两组节理情况下,各向异性特征随着节理组间夹角变化;两组节理岩体渗流特征研究中,正交分布下,岩体仍存在各向异性,但渗流定向性系数较低;当节理倾角服从正态分布时,随着节理倾角标准差增大,渗透率增加;两组节理夹角不同时,节理渗透主方向倾角随着夹角增大而相应增大,基本沿两组节理夹角方向的角平分线方向。

结构异性煤体渗透率特性

煤渗透率是研究瓦斯渗流特性及运移规律的关键参数,而煤体结构各向异性导致渗透率具有明显的方向性。利用煤岩瓦斯渗流试验系统,对不同变质程度煤样试件在面割理和端割理方向上,进行不同瓦斯压力下的渗透率测试,并根据等效驱替原理,建立各向异性煤体渗透率的计算模型,数值分析了煤体渗流的定向性特征。结果表明:在煤体面割理和端割理方向,渗透率均随瓦斯压力增大成负指数减小;面割理方向的瓦斯渗透率与端割理方向相差可超过1个量级,且煤的变质程度越高,差别越明显。随瓦斯压力增大,煤的瓦斯渗流定向性系数峰值增大,煤层瓦斯渗透定向性增强。在相同瓦斯压力下,煤的变质程度越低,煤层瓦斯渗透定向性越弱。

定向耦合器的工作原理

本文利用传输线方程和奇偶模分析方法详细讨论了定向耦合器的基本特征。