关于岩体渗流力学
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２．岩石水力学
岩体水力学是介于岩体力学与渗流力学之间的一门边缘学科， 是 应用性很强的学科。目前， 普遍认为裂隙（ｆｒａｃｔｕｒｅ）在岩体水力学中起着 决定性的作用。在该领域内把岩石介质视为各向异性的不连续体， 裂 隙的产生破坏了岩体的整体性， 并成为液流的通道。由于地质力学作 用的环境不同， 表现出渗流的各向异性； 另外， 从水力学的观点．我们 把 岩 体 当 作 单 元 （ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ）组 合 体 。把 单 条 裂 隙 的 液 流 势 扩 大 到 整 个 岩体， 这样由于裂隙本身的不规则性和方向性， 以及充填物等的影响， 在 整 个 岩 体 裂 隙 系 统 中 ， 就 能 确 定 地 下 水 的 水 力 势 （ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）。现代岩体水力学的整个研究有两个方 面 ： 工 程 岩 体 中 液 流 的 运 动 规 律 和 液 流 的 运 动 对 岩 体 的 力 学 效 应 。知 道 了 岩 体 中 的 势 即 可 对 三 维 问 题 的 流 量 以 及 水 流 对 岩 体 变 形 的 影 响 进 行 深 入 研 究 。然 后 通 过实测模拟和现场勘测（Ｌｏｕｉｓ， １９７２）去验证 理 论 计 算 和 耦 合 分 折 的 结 果。多项介质的耦合关系如下图一所示。
工作规范。国家科技部在转变职能的过程中应对查新的管理工作进行 报是在情报研究的基础上注入竞争意识， 通过把信息数据存取、报告、
妥善安置和处理， 科技查新人员除需要相关部门进行查新管理外， 也 分析和预测等历来被认为是彼此不相干的功能综合起来， 为决策者提
企盼建立自己的学术团体来开展学术、业务交流。为适应市场经济发 供解决问题所需的情报产品。一般说来， 一个竞争情报的生成过程总
展的要求， 各级科技行政部门应积极支持查新机构按照平等自愿的原 是包括规划与定向、信 息 收 集 、信 息 加 工 、情 报 分 析 、情 报 传 播 五 个 主
则组建科技查新行业协会。行业协会以会员制为组织形式， 以促进科 要步骤， 而科技 查 新 机 构 在 信 息 收 集 与 加 工 、情 报 分 析 与 传 播 方 面 具
研中的重复浪费、节约科研经费、缩短科研周期， 其地位和作用正日益 管理工作提供有力的决策支持服务。
显现。我们认为立项查新正是科技查新的生命力所在， 是科技查新今
四是以新为本， 强化高新技术产业管理。创新是一个民族进步之
后发展的方向， 今后的科技查新工作应该着重围绕科研立项而展开。 魂， 高新技术产业是以高新技术为主体发展起来的产业。各级政府针
技查新的规范和 健 康 发 展 为 宗 旨 ， 建 立 行 业 自 律 制 度 ， 协 助 科 技 行 政 有明显的优势， 在科技查新工作中进行竞争性情报服务， 依靠期刊、报
部门开展一些管理、组 织 、培 训 、宣 传 工 作 ， 及 时 向 有 关 部 门 反 映 查 新 纸、会议论文、学位论文等公开文献信息资源， 运用先进的情报分析理
工作中存在的问题以及查新机构的意见和建议， 成为联系科技行政部 论和方法进行信息深加工， 这是科技查新工作增值延伸的有效途径。
门与查新机构的桥梁和纽带。政府应对行业协会自身建设和相关业务 科技查新机构自 身 的 信 息 源 优 势 、设 备 优 势 、人 才 优 势 和 用 户 优 势 等
的开展予以指导和监督， 发挥政府在市场经济中的导向性作用， 推动 多方面的资源优势， 可以为开展深层次的竞争情报增值延伸服务提供
３６７
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 １５ 期
的管理机构进行 查 新 机 构 的 审 批 和 管 理 、人 员 培 训 和 资 质 审 定 、业 务 ｇｅｎｃｅ） 是 关 于 竞 争 环 境 、竞 争 对 手 和 竞 争 策 略 的 信 息 的 研 究 ， 竞 争 情
从历史和学科内涵的角度来看， 渗流力学在资源开发和环境灾害 治理以及人体健康中的作用， 是不可替代的。
１．微细观渗流
传统的渗流研究是宏观研究， 这种研究不足之处是通过宏观研究 不确切知道多孔介质内部的物理、化学、生物学和力学的细节， 因此不 确 切 知 道 很 多 重 要 的 渗 流 机 理 和 规 律 。微 观 研 究 可 弥 补 宏 观 研 究 的 不 足。
施的科技计划的科研选题进行查新咨询， 以了解本课题的原有历史基 行业提供技术资源， 为预测技术发展趋势， 制定技术政策提供详细的
础、现状、发展趋势及国内外研究的水平。立项查新可以有效地避免科 技术依据， 为决 策 者 提 供 解 决 问 题 所 需 的 情 Hale Waihona Puke Baidu 产 品 ， 为 本 地 区 的 科 技
【摘 要】本文介绍了流体力学的一个分支— ——渗流力学在实际应用中的作用和地位， 以及我国渗流力学现状， 渗流力学研究的前沿和方向。 【关键词】流体力学； 渗流研究； 渗流力学
渗流力学是研究多孔介质内流体流动规律及其应用的学科， 是流 体 力 学 的 一 个 分 支 。渗 流 力 学 在 解 决 地 下 水 、石 油 、天 然 气 开 发 、水 利 、 水力工程中的关键技术问题中得到长足发展， 特别是近 ３０ 年来， 渗流 力学已经成为众多工程领域的理论基础和关键技术。
查 新 工 作 向 专 业 化 、规 范 化 、市 场 化 和 社 会 化 方 向 发 展 。
坚实的物质和智力基础。通过对区域行业的技术发展动态， 技术起源
二是重视立项查新。立项查新指对准备列入国家、省、市等组织实 和未来发展预测 进 行 调 查 分 析 ， 可 以 为 确 定 重 点 技 术 领 域 、优 先 发 展
图一 多相介质的耦合关系图
注： ①和②属于渗流作用； ③和④属于物理作用或化学作用； ⑤和 ⑥属于物理力学作用； ⑦属于能量和物质的交换
针对岩体水力学中耦合同题的复杂性， 主要采用物理模型或数学
模型研究。物理模型研究方法， 能够形象地认识耦合现象的规律性， 但 缺乏整体性认识， 不能使研究定量化。而数学模型则可定量地研究整 体 耦 合 作 用 的 复 杂 度 和 非 线 性 性 态 特 征 。工 程 中 涉 及 的 数 学 模 型 主 要 有：
科技信息
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２００８ 年 第 １５ 期
关于岩体渗流力学
吴建伟 １ 王太国 ２ 张扩成 ３ （ １．山东省水利勘测设计院 山东 济南 ２５００１３； ２．临朐县冶源水库管理局 山东 临朐 ２６２６０５；
３．济南邢家渡引黄灌溉管理处 山东 济南 ２５０１００）
虽然我国科技成果管理部门硬性规定： 凡是参加申请国家科技立项和 对高新技术产业的扶持和管理出台了一系列的政策文件， 越来越多的
（１）经 验 模 型 。该 方 法 主 要 以 观 测 工 程 岩 体 变 量 之 间 的 一 些 定 量 数 据， 建立原始方程式为特征。
（２）随机模型。以概率分布为基础， 研究耦合参数或有关的多个函 数的相关程度及分布特征。
（３）确定性模型。它不考虑耦合参数的随机性， 所涉及的变量由体 系按确定的奉构关系式输入。
（４）力学（解析）模型， 用古典数学分析方法求解。 （５）数值模型。以现代计算技术为手段， 按近似数值计算方法对控 制方程求解。 （６）动态模型。描述系统中与时间相关的作用过程， 是现代信息技 术和非线性理论研究的接心。 综上所述， 岩体水力学中的耦合问题．既是一个自然作用过程， 又 是一个工程实践课题。 岩体水力学是介于渗流力学与岩体力学之间的一门边缘学科， 主 要研究自然界人类工程活动中渗流介质与裂隙结构及岩石介质间的 相 互 作 用 和 岩 体 的 稳 定 性 问 题 。其 耦 合 体 系 概 括 了 岩 体 水 力 学 中 若 干 耦合子系统的结构单元， 它们之间层层相连， 是多变量相互关联的复 杂体系。在物质、能量和信息流交换过程中， 寻求系统动力学的建模是 求 解 系 统 稳 定 性 或 辨 识 系 统 混 沌 状 态 及 突 变 规 律 的 重 要 途 径 。也 是 进 行工程预测的有效方法。随着计算机技术的发展， 这一方法变得愈来 愈重要。 ３．渗流力学学科发展趋势 ３．１ 渗流力学学科发展表现出如下趋势： １）适 应 国 民 经 济 发 展 与 社 会 进 步 的 重 大 需 求 。渗 流 力 学 是 地 下 流 体 资 源 合 理 开 发 的 理 论 基 础 和 关 键 技 术 。 生 物 技 术 、生 物 工 程 发 展 需 要不断解决生物流体的渗流问题。 ２）研究体系将有重大发展。复杂渗流特别是在多重介质， 含 有 相 变化学反应的多相多组分， 具有热、固、液耦合作用的非牛顿流渗流将 是 在 工 程 技 术 中 遇 到 的 关 键 问 题 。随 着 人 类 对 健 康 或 生 态 环 境 的 日 益 关心， 牵涉生命 、生 理 现 象 的 生 物 体 液 在 生 物 体 内 的 渗 流 问 题 将 成 为 渗 流 研 究 的 热 点 。考 虑 多 孔 介 质 特 别 是 地 层 多 孔 介 质 的 物 理 参 数 的 随 机性、模糊性和渗流的混沌性， 建立渗流模型， 在渗流力学的研究体系 中， 将有重大发展。 ３）研 究 手 段 将 步 入 新 阶 段 。现 代 数 学 、物 理 学 、化 学 、地 学 、生 物 学 等基础科学的发展将为渗流力学的理论发展提供许多机会。 ３．２ 流体岩石力学的发展趋势 研究表明， 岩石流体力学大致包 括三个方面的物性关系， 即有效应力规律、渗透系数规律、流体作用下 的 岩 石 特 性 方 程 。太 沙 基 提 出 的 土 力 学 的 有 效 应 力 规 律 被 证 明 并 不 适 用 于 岩 体 介 质 。因 而 国 内 外 众 多 研 究 者 公 认 应 该 用 修 正 的 太 沙 基 有 效 应力规律， 修正系数 ( 对于不同的岩体介质， 取值是不同的。实验证 明， ( 琢值是岩体体积应力与孔隙压的函数， 且根据 ( 值的特征， 可以 反过来研究岩体与流体的相互作用情况。这个问题， 急待深入研究。 大量实验证 实 ， 均 质 岩 体 、裂 隙 岩 体 ， 包 括 单 一 的 岩 石 裂 缝 ， 其 渗 透系数并非常数， 而是固体应力与孔隙压的函数， 由于岩体与藏体及 其组合种类繁多， 性质各异， 要真正搞清其规律还需进行大量的实验 研究。 ３．３ 岩石流体力学理论研究 岩石流体力学的理论研究主要指根 据固流相互作用的工程实际问题， 建立其数学模型。一般是由固体变 形方程、流体渗流方程与耦合方程三大方程组成的。（ 下转第 376页）
孔 隙 层 次 的 渗 流 研 究 可 以 观 测 、 模 拟 和 计 算 多 孔 介 质 的 孔 隙 、孔 洞 、裂 隙 、裂 缝 本 身 结 构 及 其 内 表 面 的 各 种 物 理 参 数 和 化 学 （矿 物 ）组 成 以 及 渗 流 过 程 种 的 物 理 、化 学 、生 物 学 和 力 学 的 细 节 、机 理 和 规 律 。 微 观研究的方法有物理模拟实验和数值模拟计算。我国起步较早， 中国 科学院渗流所于 １９７０ 年代后期开始二维物理模拟的模拟技术、测试 技术和设备的研究开发以及二维微观渗流实验研究。１９８０ 年 代 中 期 已开发成功由 １１ 项技术配套的模拟和测试技术， 可以较好地模拟天 然孔隙、裂缝介 质 的 拓 扑 结 构 、孔 隙 表 面 粗 糙 度 和 润 湿 性 以 及 高 温 高 压下的复杂流动， 还可以模拟一些矿物成分如黏土矿物的影响等， 可 以 进 行 微 量 多 相 流 体 各 相 流 量 的 计 算 。应 用 这 项 模 拟 测 试 技 术 发 现 了 一些渗流机理和规律。孔隙层次的三维渗流研究值得非常重视， 美国 Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ 国家实验室基于 ＣＭＴ 技术， 实现了孔隙层次的三维 实 验 。 微观数值模拟方法主要包括 格 子 法 和 网 络 模 拟 法（逾 渗 法）， 两 种 方 法 都是用计算机计算。
岩体水力学是介于岩体力学与渗流力学之间的一门边缘学科， 是 应用性很强的学科。目前， 普遍认为裂隙（ｆｒａｃｔｕｒｅ）在岩体水力学中起着 决定性的作用。在该领域内把岩石介质视为各向异性的不连续体， 裂 隙的产生破坏了岩体的整体性， 并成为液流的通道。由于地质力学作 用的环境不同， 表现出渗流的各向异性； 另外， 从水力学的观点．我们 把 岩 体 当 作 单 元 （ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ）组 合 体 。把 单 条 裂 隙 的 液 流 势 扩 大 到 整 个 岩体， 这样由于裂隙本身的不规则性和方向性， 以及充填物等的影响， 在 整 个 岩 体 裂 隙 系 统 中 ， 就 能 确 定 地 下 水 的 水 力 势 （ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）。现代岩体水力学的整个研究有两个方 面 ： 工 程 岩 体 中 液 流 的 运 动 规 律 和 液 流 的 运 动 对 岩 体 的 力 学 效 应 。知 道 了 岩 体 中 的 势 即 可 对 三 维 问 题 的 流 量 以 及 水 流 对 岩 体 变 形 的 影 响 进 行 深 入 研 究 。然 后 通 过实测模拟和现场勘测（Ｌｏｕｉｓ， １９７２）去验证 理 论 计 算 和 耦 合 分 折 的 结 果。多项介质的耦合关系如下图一所示。
工作规范。国家科技部在转变职能的过程中应对查新的管理工作进行 报是在情报研究的基础上注入竞争意识， 通过把信息数据存取、报告、
妥善安置和处理， 科技查新人员除需要相关部门进行查新管理外， 也 分析和预测等历来被认为是彼此不相干的功能综合起来， 为决策者提
企盼建立自己的学术团体来开展学术、业务交流。为适应市场经济发 供解决问题所需的情报产品。一般说来， 一个竞争情报的生成过程总
展的要求， 各级科技行政部门应积极支持查新机构按照平等自愿的原 是包括规划与定向、信 息 收 集 、信 息 加 工 、情 报 分 析 、情 报 传 播 五 个 主
则组建科技查新行业协会。行业协会以会员制为组织形式， 以促进科 要步骤， 而科技 查 新 机 构 在 信 息 收 集 与 加 工 、情 报 分 析 与 传 播 方 面 具
研中的重复浪费、节约科研经费、缩短科研周期， 其地位和作用正日益 管理工作提供有力的决策支持服务。
显现。我们认为立项查新正是科技查新的生命力所在， 是科技查新今
四是以新为本， 强化高新技术产业管理。创新是一个民族进步之
后发展的方向， 今后的科技查新工作应该着重围绕科研立项而展开。 魂， 高新技术产业是以高新技术为主体发展起来的产业。各级政府针
技查新的规范和 健 康 发 展 为 宗 旨 ， 建 立 行 业 自 律 制 度 ， 协 助 科 技 行 政 有明显的优势， 在科技查新工作中进行竞争性情报服务， 依靠期刊、报
部门开展一些管理、组 织 、培 训 、宣 传 工 作 ， 及 时 向 有 关 部 门 反 映 查 新 纸、会议论文、学位论文等公开文献信息资源， 运用先进的情报分析理
工作中存在的问题以及查新机构的意见和建议， 成为联系科技行政部 论和方法进行信息深加工， 这是科技查新工作增值延伸的有效途径。
门与查新机构的桥梁和纽带。政府应对行业协会自身建设和相关业务 科技查新机构自 身 的 信 息 源 优 势 、设 备 优 势 、人 才 优 势 和 用 户 优 势 等
的开展予以指导和监督， 发挥政府在市场经济中的导向性作用， 推动 多方面的资源优势， 可以为开展深层次的竞争情报增值延伸服务提供
３６７
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 １５ 期
的管理机构进行 查 新 机 构 的 审 批 和 管 理 、人 员 培 训 和 资 质 审 定 、业 务 ｇｅｎｃｅ） 是 关 于 竞 争 环 境 、竞 争 对 手 和 竞 争 策 略 的 信 息 的 研 究 ， 竞 争 情
从历史和学科内涵的角度来看， 渗流力学在资源开发和环境灾害 治理以及人体健康中的作用， 是不可替代的。
１．微细观渗流
传统的渗流研究是宏观研究， 这种研究不足之处是通过宏观研究 不确切知道多孔介质内部的物理、化学、生物学和力学的细节， 因此不 确 切 知 道 很 多 重 要 的 渗 流 机 理 和 规 律 。微 观 研 究 可 弥 补 宏 观 研 究 的 不 足。
施的科技计划的科研选题进行查新咨询， 以了解本课题的原有历史基 行业提供技术资源， 为预测技术发展趋势， 制定技术政策提供详细的
础、现状、发展趋势及国内外研究的水平。立项查新可以有效地避免科 技术依据， 为决 策 者 提 供 解 决 问 题 所 需 的 情 Hale Waihona Puke Baidu 产 品 ， 为 本 地 区 的 科 技
【摘 要】本文介绍了流体力学的一个分支— ——渗流力学在实际应用中的作用和地位， 以及我国渗流力学现状， 渗流力学研究的前沿和方向。 【关键词】流体力学； 渗流研究； 渗流力学
渗流力学是研究多孔介质内流体流动规律及其应用的学科， 是流 体 力 学 的 一 个 分 支 。渗 流 力 学 在 解 决 地 下 水 、石 油 、天 然 气 开 发 、水 利 、 水力工程中的关键技术问题中得到长足发展， 特别是近 ３０ 年来， 渗流 力学已经成为众多工程领域的理论基础和关键技术。
查 新 工 作 向 专 业 化 、规 范 化 、市 场 化 和 社 会 化 方 向 发 展 。
坚实的物质和智力基础。通过对区域行业的技术发展动态， 技术起源
二是重视立项查新。立项查新指对准备列入国家、省、市等组织实 和未来发展预测 进 行 调 查 分 析 ， 可 以 为 确 定 重 点 技 术 领 域 、优 先 发 展
图一 多相介质的耦合关系图
注： ①和②属于渗流作用； ③和④属于物理作用或化学作用； ⑤和 ⑥属于物理力学作用； ⑦属于能量和物质的交换
针对岩体水力学中耦合同题的复杂性， 主要采用物理模型或数学
模型研究。物理模型研究方法， 能够形象地认识耦合现象的规律性， 但 缺乏整体性认识， 不能使研究定量化。而数学模型则可定量地研究整 体 耦 合 作 用 的 复 杂 度 和 非 线 性 性 态 特 征 。工 程 中 涉 及 的 数 学 模 型 主 要 有：
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 １５ 期
关于岩体渗流力学
吴建伟 １ 王太国 ２ 张扩成 ３ （ １．山东省水利勘测设计院 山东 济南 ２５００１３； ２．临朐县冶源水库管理局 山东 临朐 ２６２６０５；
３．济南邢家渡引黄灌溉管理处 山东 济南 ２５０１００）
虽然我国科技成果管理部门硬性规定： 凡是参加申请国家科技立项和 对高新技术产业的扶持和管理出台了一系列的政策文件， 越来越多的
（１）经 验 模 型 。该 方 法 主 要 以 观 测 工 程 岩 体 变 量 之 间 的 一 些 定 量 数 据， 建立原始方程式为特征。
（２）随机模型。以概率分布为基础， 研究耦合参数或有关的多个函 数的相关程度及分布特征。
（３）确定性模型。它不考虑耦合参数的随机性， 所涉及的变量由体 系按确定的奉构关系式输入。
（４）力学（解析）模型， 用古典数学分析方法求解。 （５）数值模型。以现代计算技术为手段， 按近似数值计算方法对控 制方程求解。 （６）动态模型。描述系统中与时间相关的作用过程， 是现代信息技 术和非线性理论研究的接心。 综上所述， 岩体水力学中的耦合问题．既是一个自然作用过程， 又 是一个工程实践课题。 岩体水力学是介于渗流力学与岩体力学之间的一门边缘学科， 主 要研究自然界人类工程活动中渗流介质与裂隙结构及岩石介质间的 相 互 作 用 和 岩 体 的 稳 定 性 问 题 。其 耦 合 体 系 概 括 了 岩 体 水 力 学 中 若 干 耦合子系统的结构单元， 它们之间层层相连， 是多变量相互关联的复 杂体系。在物质、能量和信息流交换过程中， 寻求系统动力学的建模是 求 解 系 统 稳 定 性 或 辨 识 系 统 混 沌 状 态 及 突 变 规 律 的 重 要 途 径 。也 是 进 行工程预测的有效方法。随着计算机技术的发展， 这一方法变得愈来 愈重要。 ３．渗流力学学科发展趋势 ３．１ 渗流力学学科发展表现出如下趋势： １）适 应 国 民 经 济 发 展 与 社 会 进 步 的 重 大 需 求 。渗 流 力 学 是 地 下 流 体 资 源 合 理 开 发 的 理 论 基 础 和 关 键 技 术 。 生 物 技 术 、生 物 工 程 发 展 需 要不断解决生物流体的渗流问题。 ２）研究体系将有重大发展。复杂渗流特别是在多重介质， 含 有 相 变化学反应的多相多组分， 具有热、固、液耦合作用的非牛顿流渗流将 是 在 工 程 技 术 中 遇 到 的 关 键 问 题 。随 着 人 类 对 健 康 或 生 态 环 境 的 日 益 关心， 牵涉生命 、生 理 现 象 的 生 物 体 液 在 生 物 体 内 的 渗 流 问 题 将 成 为 渗 流 研 究 的 热 点 。考 虑 多 孔 介 质 特 别 是 地 层 多 孔 介 质 的 物 理 参 数 的 随 机性、模糊性和渗流的混沌性， 建立渗流模型， 在渗流力学的研究体系 中， 将有重大发展。 ３）研 究 手 段 将 步 入 新 阶 段 。现 代 数 学 、物 理 学 、化 学 、地 学 、生 物 学 等基础科学的发展将为渗流力学的理论发展提供许多机会。 ３．２ 流体岩石力学的发展趋势 研究表明， 岩石流体力学大致包 括三个方面的物性关系， 即有效应力规律、渗透系数规律、流体作用下 的 岩 石 特 性 方 程 。太 沙 基 提 出 的 土 力 学 的 有 效 应 力 规 律 被 证 明 并 不 适 用 于 岩 体 介 质 。因 而 国 内 外 众 多 研 究 者 公 认 应 该 用 修 正 的 太 沙 基 有 效 应力规律， 修正系数 ( 对于不同的岩体介质， 取值是不同的。实验证 明， ( 琢值是岩体体积应力与孔隙压的函数， 且根据 ( 值的特征， 可以 反过来研究岩体与流体的相互作用情况。这个问题， 急待深入研究。 大量实验证 实 ， 均 质 岩 体 、裂 隙 岩 体 ， 包 括 单 一 的 岩 石 裂 缝 ， 其 渗 透系数并非常数， 而是固体应力与孔隙压的函数， 由于岩体与藏体及 其组合种类繁多， 性质各异， 要真正搞清其规律还需进行大量的实验 研究。 ３．３ 岩石流体力学理论研究 岩石流体力学的理论研究主要指根 据固流相互作用的工程实际问题， 建立其数学模型。一般是由固体变 形方程、流体渗流方程与耦合方程三大方程组成的。（ 下转第 376页）
孔 隙 层 次 的 渗 流 研 究 可 以 观 测 、 模 拟 和 计 算 多 孔 介 质 的 孔 隙 、孔 洞 、裂 隙 、裂 缝 本 身 结 构 及 其 内 表 面 的 各 种 物 理 参 数 和 化 学 （矿 物 ）组 成 以 及 渗 流 过 程 种 的 物 理 、化 学 、生 物 学 和 力 学 的 细 节 、机 理 和 规 律 。 微 观研究的方法有物理模拟实验和数值模拟计算。我国起步较早， 中国 科学院渗流所于 １９７０ 年代后期开始二维物理模拟的模拟技术、测试 技术和设备的研究开发以及二维微观渗流实验研究。１９８０ 年 代 中 期 已开发成功由 １１ 项技术配套的模拟和测试技术， 可以较好地模拟天 然孔隙、裂缝介 质 的 拓 扑 结 构 、孔 隙 表 面 粗 糙 度 和 润 湿 性 以 及 高 温 高 压下的复杂流动， 还可以模拟一些矿物成分如黏土矿物的影响等， 可 以 进 行 微 量 多 相 流 体 各 相 流 量 的 计 算 。应 用 这 项 模 拟 测 试 技 术 发 现 了 一些渗流机理和规律。孔隙层次的三维渗流研究值得非常重视， 美国 Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ 国家实验室基于 ＣＭＴ 技术， 实现了孔隙层次的三维 实 验 。 微观数值模拟方法主要包括 格 子 法 和 网 络 模 拟 法（逾 渗 法）， 两 种 方 法 都是用计算机计算。