岩体裂隙中宾汉姆流体渗流模型

摘要

为研究粗糙单裂隙中宾汉姆流体的渗流规律,提出了描述岩体裂隙中宾汉姆流体黏性和黏惯性流动的渗流模型,并采用数值模拟和室内试验结果对模型进行了验证.在粗糙裂隙中,开展了不同流变参数的宾汉姆流体在大范围压力梯度下的渗流模拟,结合修正的Forchheimer方程分析了宾汉姆流体在不同裂隙几何参数及流变参数下的非达西系数β、临界雷诺数Re_(c)、非达西效应因子E等变化特性.结果表明:由宾汉姆流体本构方程推导出的黏性模型能更好地描述黏性渗流.修正的Forchheimer方程能更好地描述宾汉姆流体在粗糙裂隙中的黏惯性渗流特征.粗糙度及流变参数会对渗流特性产生显著影响:裂隙粗糙度越大,浆液屈服应力越大;浆液塑性黏度越大,惯性作用越强.