【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种岩层各方向渗透率确定方法、岩层渗透率张量确定方法。适用于水利水电工程领域。
技术介绍
1、对裂隙岩体渗透能力进行定量评价是水利水电工程的重要内容之一，可以为防渗帷幕设计、水工隧洞突涌水预测等提供技术支持。在水利水电工程中，常在用钻孔压水试验确定岩体的渗透特性。
2、钻孔压水试验包括单孔压水试验、双孔压水试验等。其中，单孔压水试验操作简单、结果直观，被广泛应用。但单孔压水试验仅能反映岩层的平均渗透特性，不能反映由于结构面空间分布而造成的渗透率的各向异性。
3、双孔压水试验则是通过两个钻孔进行试验，用于确定两孔间岩体的渗透率。双孔压水试验可以确定某特定方向上的岩体渗透率。然而，当需要获得岩层的渗透率张量时，则需要开展多组双孔压水试验，获得不同渗流方向上的岩体渗透率，耗时耗力。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种岩层各方向渗透率确定方法、岩层渗透率张量确定方法。
2、本专利技术所采用的技术方案是：一种岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于，包括：
3、获取岩层各组结构面的几何参数；
4、基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系；
5、获取岩层某一方向上的岩层渗透率，并基于该岩层第一方向和第二方向上渗透率之间的函数关系，计算岩层各方向上的渗透率。
6、所述基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率
7、kθ2＝mθ12kθ1
8、其中，kθ1是岩层第一方向上的渗透率；kθ2是岩层第二方向上的渗透率；mθ12是方向系数；
9、所述方向系数mθ12的计算公式为：
10、
11、其中，i1和i2分别代表岩层第一方向和第二方向的单位向量；j是岩层上裂隙组的数量；λjm是第j个裂隙组平均法线方向上的线密度；njm是第j组裂隙组的平均法线方向；i是第j组裂隙组中裂隙的总数；nji指第j组裂隙组中第i条裂隙的法线方向；tj是第j组裂隙组的水力张开度对第1组裂隙组的水力张开度的比值。
12、所述岩层某一方向上的岩层渗透率采用双孔钻孔压水试验得到。
13、一种岩层各方向渗透率确定装置，其特征在于，包括：
14、几何参数获取模块，用于获取岩层各组结构面的几何参数；
15、函数关系建立模块，用于基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系；
16、渗透率计算模块，用于获取岩层某一方向上的岩层渗透率，并基于该岩层第一方向和第二方向上渗透率之间的函数关系，计算岩层各方向上的渗透率。
17、一种岩层各方向渗透率确定设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述岩层各方向渗透率确定方法的步骤。
18、一种岩层渗透率张量确定方法，其特征在于，包括：
19、获取岩层各组结构面的几何参数；
20、基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系；
21、获取岩层某一方向上的岩层渗透率，并基于该岩层第一方向和第二方向上渗透率之间的函数关系，计算岩层各方向上的渗透率；
22、基于岩层各方向上的渗透率，计算岩层的渗透率张量。
23、所述基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系，包括：
24、kθ2＝mθ12kθ1
25、其中，kθ1是岩层第一方向上的渗透率；kθ2是岩层第二方向上的渗透率；mθ12是方向系数；
26、所述方向系数mθ12的计算公式为：
27、
28、其中，i1和i2分别代表岩层第一方向和第二方向的单位向量；j是岩层上裂隙组的数量；λjm是第j个裂隙组平均法线方向上的线密度；njm是第j组裂隙组的平均法线方向；i是第j组裂隙组中裂隙的总数；nji指第j组裂隙组中第i条裂隙的法线方向；tj是第j组裂隙组的水力张开度对第1组裂隙组的水力张开度的比值。
29、所述岩层某一方向上的岩层渗透率采用双孔钻孔压水试验得到。
30、一种岩层渗透率张量确定装置，其特征在于，包括：
31、几何参数获取模块，用于获取岩层各组结构面的几何参数；
32、函数关系建立模块，用于基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系；
33、渗透率计算模块，用于获取岩层某一方向上的岩层渗透率，并基于该岩层第一方向和第二方向上渗透率之间的函数关系，计算岩层各方向上的渗透率；
34、渗透率张量计算模块，用于基于岩层各方向上的渗透率，计算岩层的渗透率张量。
35、一种岩层渗透率张量确定设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述岩层各方向渗透率确定方法的步骤。
36、本专利技术的有益效果是：本专利技术基于结构面几何特性对岩体渗流的影响，构建了不同渗流方向上岩体渗透率的函数关系，并根据双孔钻孔压水试验所获得的的定向渗透率，计算得到不同渗流方向上的渗透率，从而确定岩层的渗透率张量。相比现有技术中采用多组双孔钻孔压水试验，本专利技术仅需一次双孔压水试验就可以获得各向渗透率，大大减小了试验工作量，从而减小现场实验的人力物力。
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1.一种岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于，所述基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系，包括：
3.根据权利要求1所述的岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于：所述岩层某一方向上的岩层渗透率采用双孔钻孔压水试验得到。
4.一种岩层各方向渗透率确定装置，其特征在于，包括：
5.一种岩层各方向渗透率确定设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1～3任意一项所述岩层各方向渗透率确定方法的步骤。
6.一种岩层渗透率张量确定方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的岩层渗透率张量确定方法，其特征在于，所述基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系，包括：
8.根据权利要求6所述的岩层渗透率张量确定方法，其特征在于：所述岩层某一方向上的岩层渗透率采用双孔钻孔压水试验得到。<...
【技术特征摘要】
1.一种岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于，所述基于岩层结构面的几何参数，建立该岩层第一方向上渗透率和第二方向上渗透率之间的函数关系，包括：
3.根据权利要求1所述的岩层各方向渗透率确定方法，其特征在于：所述岩层某一方向上的岩层渗透率采用双孔钻孔压水试验得到。
4.一种岩层各方向渗透率确定装置，其特征在于，包括：
5.一种岩层各方向渗透率确定设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1～3任意一项所述岩层各方向渗透率确定方法的步骤。
【专利技术属性】
技术研发人员：王敬勇，王潇弘，倪卫达，彭鹏，田林，巴刚，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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