裂隙网络无压渗流分析的初流量法

姚 池，姜清辉， ，叶祖洋，周创兵，

（1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；2. 武汉大学 土木建筑工程学院，武汉 430072）

1 引 言

当前，描述裂隙岩体渗流的数学模型主要有3种方法，即等效连续介质模型、离散介质模型和双重介质模型。等效连续介质模型将裂隙岩体等效为连续体[1－3]，假定地下水在岩体中的流动服从Darcy 定律，然后运用经典的连续渗流理论进行分析，目前应用较为广泛，但该模型不能很好地反映空间结构面组合形成的裂隙网络的导水作用及优势流效应，在某些情况下数值模拟结果与实际出入很大。离散介质模型假定岩块不透水[4－6]，渗流只发生在岩体裂隙内，地下水通过相互连通的裂隙网络进行传导，岩体渗透特性受裂隙的迹长、走向、倾角和隙宽等参数控制，这种方法抓住了岩体中渗流主要受裂隙等结构面控制这一本质特征，具有广泛的应用前景，其主要缺点在于实际工程中裂隙网络资料不易获取，因此，常通过Monto-Carlo 法随机生成具有相同统计规律的裂隙网络来代替真实的裂隙网络。双重介质模型同时考虑了裂隙的强导水性、岩块的储水作用及岩块和裂隙的水量交换[7－8]，但该模型对裂隙系统的几何形态和空间分布存在较严格的假设，从而限制了其应用。

由于岩体本身赋存环境的复杂性，裂隙的发育极不规则，裂隙网络的几何构成往往非常复杂，导致渗流在岩体中的运动显示出明显的非均匀性和各向异性，很多情况下并不存在所谓的 REV（representative elementary volume）。……