介绍： 一、裂隙岩体渗流模型分析 裂隙岩体渗流模型的建立是进行裂隙岩体渗流分析的基础，现在已经有不少学者提出了 各种各样的裂隙渗流模型，但是每种模型都有其不足之处，所以如何建立和选择一个较为完 善的裂隙岩体渗流模型仍然是一个继续解决的问题。对于当前已有的各种模型来分析，他们 的研究方向主要是两个： 第一、考虑岩体中裂隙系统和岩块空隙系统之间的水交替过程，即所谓的“裂隙——孔 隙双重介质模型”。 第二、忽略两类系统的水交替过程，称为“非双重介质模型”。 1.1 裂隙——孔隙双重介质模型 裂隙——孔隙双重介质模型是由前苏联学者 Barenblatt 提出的，他把岩体看作由孔隙和裂 隙组成的双重介质空隙结构，孔隙介质和裂隙介质均处于渗流区域内，形成连续介质系统， 在该系统内，孔隙体积远大于裂隙的体积，而裂隙的导水性远高于孔隙的导水性，因此孔隙 介质储水，裂隙介质导水。该模型认为裂隙岩体是由孔隙性差而导水性强的裂隙系统和孔隙 性好而导水性弱的孔隙系统共同构成的统一体。它考虑了两类系统之间的水交替过程。先基 于达西定律分别建立两类系统的水流运动方程，再利用两类系统之间的水交替方程将其联系 起来，根据水交替方程的建立方法，又可将其分为拟稳态流模型和非稳态流模型。 1.1.1 拟稳态流模型 拟稳态流模型认为裂隙系统与岩块孔隙系统的水交替量和两类系统中的水头差成正比， 又由于水交替量是时间的隐式，因此称为拟稳态流模型。该模型的主要代表人物有 Barenblatt、 Warren 和 Rott 等。Barenblatt 首先提出了水力双重介质的概念，其主要观点是：(1)裂隙系统 和岩块孔隙系统皆遍布整个区域，形成两个重迭的连续体，在渗流场中每一点都具有两个水 头值——该点附近岩块孔隙系统中的平均水头值和裂隙系统中的水头值；(2)岩块的渗透率比 孔隙率小几个数量级，而裂隙的渗透率比孔隙率大几个数量级，水在岩体中的运动就表现为 两类不同系统之间的激烈水交换；(3)假设裂隙和孔隙岩块皆为均质、各向同性。但是该模型 的主要缺点是不能反映裂隙岩体及其中水流普遍具有的各向异性特点。 因此，Warren 和 Rott 在该模型的假设的基础之上，又对裂隙系统的几何特性和渗透特性 增加了新的限制，从而使得该模型能够考虑到裂隙岩体的渗透特性普遍具有各向异性的特点， 较 Barenblatt 模型前进了一步，但它也是有局限性的，它只能应用于均质的正交裂隙网络模型。 1.1.2 非稳态流模型 非稳态流模型认为：两类系统的水交替是通过岩块孔隙中的水向裂隙中的流动来完成的， 根据岩块孔隙中的水流运动规律来建立水交替方程。由于水交替量是时间的显式，因此称之 为非稳态流模型。在非稳态流模型中，根据对裂隙系统空间配置的不同假定，目前主要包括 平行裂隙非稳态流模型和组裂隙非稳态流模型。 因此我们可以知道，裂隙——孔隙双重介质模型的突出优点是考虑了两类不同系统之间 的水交替过程，它尤其适合于考虑流体在裂隙含水层中的贮存作用，对于从埋深千米以上的 高压裂隙储层中采油或含稀有元素的古变质水时，有一定的指导意义。但在它所包含的两种 模型中，拟稳态流模型是假定水交替量与两类系统的水头差成正比，不直接为时间的显式， 实际上这会带来很大误差。对于非稳态流模型，水交替方程是与裂隙系统的空间配置有关的。 为了建立水交替方程，所有这些模型对裂隙系统的配置和形状都作了一定的限制，这样就局 限了这些型的应用，在实际工程中，需根据岩体中裂隙的实际发育情况谨慎选用。因此裂隙 ——孔隙双重介质模型尚需进一步完善。
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