不同粗糙裂隙表面几何特性与渗流研究

为研究裂隙形貌特征及对渗流特性的影响,采用四目高精度三维扫描仪,测量劈裂破坏后的岩石裂隙三维形貌,通过Geomagic Studio软件选取基准面进行点云处理,基于地理信息技术(GIS)获取裂隙表面形貌参数,导入Comsol数值分析软件,分析了恒定水头下,裂隙粗糙度对水头变化、流速和水力传导率的影响。结果表明:(1)裂隙面粗糙高度基本符合正态分布,随着粗糙度系数J_(JRC)的增大,裂隙面粗糙高度频率分布直方图由标准型逐渐演变为陡壁型、偏峰型、锯齿型,坡向分布趋于集中,平均坡度逐渐增大;(2)流体在裂隙内流动存在绕流现象,并且粗糙度不同的区域流速大小存在显著差异,粗糙度系数J_(JRC)大的区域水头减小速率较慢;(3)流速和水力传导率(K_(s))与J_(JRC)呈指数函数关系,水力传导率随着裂隙面粗糙度系数J_(JRC)的增大而减小,减小趋势在J_(JRC)大于10以后而逐渐变缓。