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考虑壁面浸润性的光滑岩体微裂隙渗流特性数值模拟研究
标题：考虑壁面浸润性的光滑岩体微裂隙渗流特性数值模拟研究
摘要：
岩体微裂隙渗流特性在地下水流动、地下岩溶发育等领域起着重要作用。本文利用数值模拟方法，研究了浸润性对光滑岩体微裂隙渗流特性的影响。通过建立数值模型，考虑了裂隙尺度、裂隙几何形态和裂隙表面性质等因素对渗流特性的影响。模拟结果表明，壁面浸润性显著影响了岩体渗流速度、渗透率等特性。研究结果可为地下水资源评价和地下岩溶治理提供理论参考。
关键词：岩体微裂隙；壁面浸润性；渗流特性；数值模拟
1.引言
在地下岩体中，微裂隙渗流是地下水循环以及地下岩溶发育的重要因素。裂隙的尺度、几何形态以及表面性质等因素对裂隙渗流特性起着重要的影响。而壁面浸润性是指裂隙表面是否具有吸附性或亲水性，这也是影响裂隙渗流的重要因素。因此，对岩体微裂隙的渗流特性进行数值模拟研究，考虑壁面浸润性，对于地下岩溶发育和地下水资源评价具有重要意义。
2.数值模型的建立
本文利用有限元数值模拟方法，建立了光滑岩体微裂隙渗流的数值模型。考虑了裂隙几何形态和壁面浸润性对渗流特性的影响。通过建立数值计算模型，将裂隙表面点分为非润湿区域、亲水区域和吸附区域，并根据裂隙表面各点的性质计算渗透率。同时，考虑了裂隙尺度对渗流特性的影响，通过改变裂隙宽度和高度，模拟了不同尺度下渗流特性的变化。
3.模拟结果与讨论
模拟结果显示，壁面浸润性对岩体微裂隙渗流特性有明显的影响。当裂隙表面具有亲水性时，渗透率较高，渗流速度也较大。而当裂隙表面具有吸附性时，渗透率较低，渗流速度较慢。此外，模拟结果还表明，裂隙尺度对渗流特性的影响也很显著。随着裂隙尺度的增大，渗透率和渗流速度均增加，但增加趋势逐渐减弱。
4.结论
通过对岩体微裂隙渗流特性进行数值模拟研究，本文考虑了壁面浸润性对渗流特性的影响。模拟结果表明，壁面浸润性显著影响了岩体渗流速度、渗透率等特性。研究结果对于地下水资源评价和地下岩溶治理具有重要意义。进一步的研究可以考虑更多的裂隙参数和岩石性质，提升模拟精度。
参考文献：
1.Bear,J.(1972).DynamicsofFluidsinPorousMedia.AmericanElsevierPublishingCompany,Inc.
2.Dassargues,A.,Souley,M.,&Halleux,P.(1993).Transmissivityfieldinanaquifergeostatistics.JournalofHydrology,147(1-4),55-78.
3.Desbarats,A.J.,&Apps,J.A.(1991).Modelsofrate-dependentsolutediffusioninclay.GeochimicaetCosmochimicaActa,55(7),1855-1867.