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粗糙节理网络模拟及裂隙岩体水力耦合特性研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
岩石是地球上最基本的构造材料之一，岩体的特性对于地下水的流动、有效储层的形成和地质工程的开展都具有重要的作用。岩石中存在着裂隙，其分布形态、空间结构和渗透性对于岩石的水力、力学和热学性质有着重要的影响。而粗糙节理是一种具有明显的连通性且呈几何复杂性的裂隙网络，其由不规则的裂隙和连接裂隙的节理组成。
粗糙节理网络模拟及裂隙岩体水力耦合特性研究具有以下科学意义：
1.深入认识粗糙节理的空间和渗透特性，揭示粗糙节理对岩石中流体传递的过程及演化机理的影响。
2.探究不同节理性质及裂隙组合的协同作用对岩石水力特性的影响，研究裂隙与岩体的相互作用规律。
3.通过模拟和实验研究，为地质工程建设和管理提供科学依据和技术手段。
二、研究内容
本研究以现有的岩石裂隙网络模型为基础，开展粗糙节理网络模拟以及裂隙岩体的水力耦合研究。主要研究内容包括：
1.建立裂隙网络模型：在现有岩石裂隙网络模型的基础上，考虑粗糙节理的空间结构和渗透特性对岩石的水力、力学、热学特性的影响，建立粗糙节理网络模型。
2.研究粗糙节理对渗透特性的影响：通过模拟和实验研究，探究不同类型节理的空间结构和渗透性质对于岩石中流体的传递、演化机理的影响。
3.研究裂隙岩体的水力耦合特性：通过对裂隙岩体的实验分析，研究不同类型节理及裂隙组合对流体流动的影响及演化规律，探究裂隙与岩体的相互作用规律。
4.开展科学的地质工程实践：结合地质工程实际情况，提出科学的地质工程建设和管理方案，为地质工程建设和管理提供科学依据和技术手段。
三、研究方法
1.实验方法：通过制作样品，利用流量、压力、渗透率等参数，开展粗糙节理的水力特性和裂隙岩体的水力实验研究。
2.数值模拟方法：根据数值模拟的需要，利用有限差分法，建立粗糙节理网络模型，计算和分析不同类型节理及其组合对岩石水力特性的影响。
3.地质工程实践方法：通过实地调查和实践经验，结合数值模拟和实验分析结果，制定地质工程建设和管理方案。
四、研究计划及成果
1.研究计划：
第一年：文献调研，裂隙网络模型建立和实验研究；
第二年：数值模拟研究和实验研究；
第三年：裂隙岩体水力耦合特性研究和地质工程实践。
2.研究成果：
本研究计划主要成果包括：学术论文、实验数据、数值模拟结果及地质工程实践方案，其中，至少发表2篇SCI论文、3篇EI论文；申请专利1项。
五、预期效果
本研究将深入探究粗糙节理和裂隙岩体的水力耦合特性，揭示粗糙节理对岩石中流体传递的过程及演化机理的影响，为地质工程建设和管理提供科学依据和技术手段，促进地下资源的有效开发和合理利用。